專利名稱：一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，廣泛應用在石油、化工、動力、航空、機械等領(lǐng)域中的兩種流體介質(zhì)間壁式熱量交換場合。
背景技術(shù)：
換熱器產(chǎn)品廣泛應用在石油、化工、動力、航空、機械等領(lǐng)域，其中占化工廠設(shè)備造價的比例近60%。主要運用在兩種介質(zhì)間壁式熱量交換場合。目前，國內(nèi)外換熱器形式種類很多，主要有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U型管式換熱器、板式換熱器和螺旋板換熱器，但在實際使用過程中，并不是每種型式換熱器設(shè)備都能用在各種場合，而是根據(jù)設(shè)備使用工藝條件，選用合適的換熱器設(shè)備。但隨著制造裝備業(yè)快速發(fā)展，大型煉油裝置、大型乙烯裝置等化工設(shè)備需求，目前許多固定式管板換熱器設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)工藝要求，同時現(xiàn)有的設(shè)備造成設(shè)備造價高，制造周期長等?，F(xiàn)有的固定式管板換熱器結(jié)構(gòu)如圖1所示換熱設(shè)備分為管程管箱和殼程筒體2，殼程筒體2的兩端分別通過管板3與管程管箱法蘭1連接，殼程筒體2中設(shè)有多根換熱管4，各換熱管的兩端穿過管板與管程管箱連通而與殼程筒體不連通，并且在殼程筒體中設(shè)有多塊折流板5，多塊折流板在介質(zhì)的流向上成交錯設(shè)置，兩種換熱介質(zhì)的典型流向是一種介質(zhì)從管程管箱的A 口流入經(jīng)換熱管換熱后， 從管程管箱的B 口流出；另一種介質(zhì)從殼程筒體2的D 口流入與換熱管中的介質(zhì)進行熱交換后從C 口流出。現(xiàn)有的設(shè)備在實際使用中，在一些場合存在的以下問題1、一方面，因為換熱器設(shè)備多數(shù)都屬壓力容器范疇，設(shè)備承載壓力和設(shè)備直徑等是決定固定式管板厚度的重要因數(shù)。在大型化換熱器設(shè)備中，固定式管板換熱器管板厚度隨壓力和直徑增加而增大，隨著管板厚度增加，而換熱器的實際換熱面積與換熱管有效長度有關(guān)，管板內(nèi)部的換熱管無法換熱，造成換熱設(shè)備的換熱面積減小，影響換熱效果；2、換熱設(shè)備通常分為管程和殼程。管程介質(zhì)流體和殼程介質(zhì)流體，通過換熱管進行間壁換熱。而且兩種介質(zhì)溫度存在溫度差，當管程和殼程流體介質(zhì)溫差達到一定數(shù)值時， 換熱器設(shè)備的殼程筒體需設(shè)置膨脹節(jié)6，釋放管殼程因溫差引起的溫差應力，避免設(shè)備被破壞。但隨著設(shè)備直徑變大，膨脹節(jié)制造成本加大，制造周期長。同時膨脹節(jié)承受剛性載荷有限制，無法滿足工況需要等。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，采用可承壓變形的碟形管板，比現(xiàn)有的管板厚度薄很多，可使設(shè)備用料量降低、管板鉆孔加工量減小以及制造工期縮短。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，包括殼程筒體、設(shè)于所述殼程筒體兩端的管程筒體，所述殼程筒體的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有多根換熱管，各所述換熱管的兩端與所述管程筒體的內(nèi)腔相通且不與所述殼程筒體的內(nèi)腔相通，在所述殼程筒體的內(nèi)腔設(shè)有起擾流作用并支撐所述換熱管的折流板，設(shè)置處于所述殼程筒體兩端的碟形管板，并設(shè)置能夠彈性變形的柔性連接環(huán)，所述柔性連接環(huán)分別與所述殼程筒體、碟形管板及所述管程筒體的端部密封連接。所述柔性連接環(huán)的軸向斷面呈“y”字形，即所述柔性連接環(huán)的一側(cè)端面為單環(huán)，另一側(cè)端面為雙環(huán)，單環(huán)的一側(cè)端面與所述殼程筒體的端部密封連接；雙環(huán)的一側(cè)端面分別與所述碟形管板及所述管程筒體密封連接。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明換熱器設(shè)備與現(xiàn)有的固定管板式換熱器比較而言，本發(fā)明碟形管板比現(xiàn)有的管板厚度薄，設(shè)備用材料量低、管板鉆孔加工量小以及制造工期短；2、本發(fā)明通過柔性連接環(huán)和碟形管板組合，在有溫差應力工況下，可以緩解釋放管程和殼程因溫差引起的溫差應力，避免使用膨脹節(jié)的要求。特別是針對大直徑和重力載荷條件下，對設(shè)備剛性要求高的情況，因為膨脹節(jié)一般解決溫差應力而產(chǎn)生的軸向位移等， 但很難解決剛度要求；3、現(xiàn)有的帶有膨脹節(jié)的固定管板換熱器，膨脹節(jié)制造成本高，加工周期長，使用壽命短，而本發(fā)明通過柔性連接環(huán)和碟形薄管板組合，釋放管程和殼程的溫差應力，無需設(shè)置膨脹節(jié)。


圖1為現(xiàn)有固定式管板換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的I部放大圖；圖4為本發(fā)明柔性連接環(huán)的軸向剖面圖；圖5為本發(fā)明碟形管板的徑向剖面圖；圖6為蝶形管板的主視結(jié)構(gòu)圖。圖中標號1管程管箱法蘭，2殼程筒體，3管板，4換熱管，5折流板，6膨脹節(jié)，7管程筒體，8碟形管板，9柔性連接環(huán)，10換熱管孔。以下通過具體實施方式
，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式實施例參見圖2、6，本實施例的柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，其包括殼程筒體 2、設(shè)于殼程筒體2兩端的管程筒體7，在殼程筒體的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有多根換熱管4，各換熱管的兩端穿過蝶形管板8的換熱管孔10與管程筒體7的內(nèi)腔相通，各換熱管不與殼程筒體的內(nèi)腔相通，在殼程筒體2的內(nèi)腔設(shè)有起擾流作用并支撐換熱管4的折流板5，圖2、5、6所示，碟形管板8整體呈碟狀，設(shè)置于殼程筒體2的兩端，蝶形管板8的口部邊緣與柔性連接環(huán)焊接。具體設(shè)置中，參見圖2、3、4，柔性連接環(huán)9的軸向斷面呈“y”字形，即柔性連接環(huán) 9的一側(cè)端面為單環(huán)結(jié)構(gòu)，另一側(cè)端面為同心圓形狀的雙環(huán)結(jié)構(gòu)，單環(huán)的一側(cè)端面與殼程筒體2的端部密封連接；雙環(huán)的一側(cè)端面，其內(nèi)環(huán)與碟形管板的口部密封連接，外環(huán)與管程筒體9的端部密封連接，使得殼程筒體2的內(nèi)腔與管程筒體7的內(nèi)腔相互密封隔離。誠然，也可將柔性連接環(huán)與碟形管板設(shè)為一體結(jié)構(gòu)，兩者的配合可釋放管程和殼程的溫差應力，無需設(shè)置膨脹節(jié)。其中，管程筒體和殼程筒體上按常規(guī)設(shè)置有流體進出口。
權(quán)利要求
1.一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，包括殼程筒體O)、設(shè)于所述殼程筒體( 兩端的管程筒體(7)，所述殼程筒體的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有多根換熱管G)，各所述換熱管的兩端與所述管程筒體(7)的內(nèi)腔相通且不與所述殼程筒體的內(nèi)腔相通，在所述殼程筒體O)的內(nèi)腔設(shè)有起擾流作用并支撐所述換熱管(4)的折流板(5)，其特征在于，設(shè)置處于所述殼程筒體兩端的碟形管板(8)，并設(shè)置能夠彈性變形的柔性連接環(huán)(9)，所述柔性連接環(huán)(9)分別與所述殼程筒體O)、碟形管板(8)及所述管程筒體(7)的端部密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，其特征在于，所述柔性連接環(huán)(9)的軸向斷面呈“y”字形，即所述柔性連接環(huán)(9)的一側(cè)端面為單環(huán)，另一側(cè)端面為雙環(huán)，單環(huán)的一側(cè)端面與所述殼程筒體O)的端部密封連接；雙環(huán)的一側(cè)端面分別與所述碟形管板(8)及所述管程筒體(7)密封連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性連接環(huán)的碟形管板換熱器，包括殼程筒體、設(shè)于所述殼程筒體兩端的管程筒體，所述殼程筒體的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有多根換熱管，各所述換熱管的兩端與所述管程筒體的內(nèi)腔相通且不與所述殼程筒體的內(nèi)腔相通，在所述殼程筒體的內(nèi)腔設(shè)有起擾流作用并支撐所述換熱管的折流板，設(shè)置處于所述殼程筒體兩端的碟形管板，并設(shè)置能夠彈性變形的柔性連接環(huán)，所述柔性連接環(huán)分別與所述殼程筒體、碟形管板及所述管程筒體的端部密封連接。本發(fā)明通過柔性連接環(huán)和碟形管板組合，在有溫差應力工況下，可以緩解釋放管程和殼程因溫差引起的溫差應力，避免使用膨脹節(jié)的要求。
文檔編號F28D7/00GK102564166SQ20121003690
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者吳曉紅, 張中清, 李永泰, 陳永東 申請人:合肥通用機械研究院