專利名稱：換熱器的滑動管板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管板結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)于一種管殼式換熱器的滑動管板。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型 換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大、可靠程度高等優(yōu)點，所以在工程上仍得到普遍使用。乙苯蒸汽過熱器是苯乙烯裝置中乙苯脫氫單元的關(guān)鍵設(shè)備，該設(shè)備前接第二脫氫反應(yīng) 器，后接廢熱鍋爐。該換熱器設(shè)計為管殼式換熱器，其管程介質(zhì)為乙苯脫氫液及蒸汽，殼 程介質(zhì)為乙苯氣及蒸汽。管程進出口溫差大于200°C，殼程進出口溫差甚至超過400°C。由于該換熱器工藝操作環(huán)境惡劣，溫度變化大，所以該換熱器高溫端為不帶法蘭的固定管 板，與圓筒形殼體焊接，低溫端設(shè)計為不帶法蘭的滑動管板。該滑動管板通常采用填料函結(jié)構(gòu)，以達到密封與滑動的要求。但一方面由于工藝條件惡劣，溫差太大；另一方面管板和管束自重的因素，設(shè)備運行一段時間后，檢修發(fā)現(xiàn)換熱器高溫端固定管板與低溫端滑動 管板均發(fā)生變形，高溫端管板與換熱管連接的焊接接頭部位出現(xiàn)裂紋，嚴重的已經(jīng)斷開， 從而導(dǎo)致管程介質(zhì)泄漏，嚴重影響換熱器的正常運行，生產(chǎn)廠被迫采用堵管的方法維持生 產(chǎn)。另外，還發(fā)現(xiàn)殼體下部與管板接觸處存在堅硬的有機結(jié)垢物，更增加了滑動的難度。 經(jīng)設(shè)備失效分析，其主要原因之一是由于滑動管板滑動失效，裝置開車時，換熱管管束受熱伸長受阻，管束產(chǎn)生壓應(yīng)力；裝置停車時，管束冷卻收縮又受到限制，致使管束產(chǎn)生拉 應(yīng)力。在高溫和應(yīng)力的長時間共同作用下，最終導(dǎo)致管板產(chǎn)生變形以及換熱管發(fā)生斷裂。目前，乙苯蒸汽過熱器的滑動管板的設(shè)計針對以上所產(chǎn)生的問題，采取了相應(yīng)的改進 措施，如何紅生(乙苯蒸汽過熱器國產(chǎn)化研制，壓力容器，2003， 20 (12): 32~42)和喬 學(xué)福(乙苯/蒸汽過熱器失效原因分析及改進措施，化工進展，2002， 21 (9): 685~688) 所報道的，其主要方法是在滑動管板的下部焊接若干個矩形支撐滑塊，以避免滑動管板 下沉，并通過滑塊的滑動實現(xiàn)滑動管板的滑動。但這種在管板上直接焊接支撐滑塊的方法， 需要精確計算滑動管板與殼體之間的徑向間隙，可一旦操作溫度發(fā)生較大波動，滑塊的滑動也會發(fā)生受阻。實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中管殼式換熱器滑動管板滑動受阻，造成 換熱管斷裂，設(shè)備失效的問題，提供一種新的管殼式換熱器的滑動管板。該滑動管板用于 換熱器中具有有效降低滑動管板與殼體的摩擦阻力，減輕殼體底部結(jié)垢對管板滑動的影響 的優(yōu)點。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下 一種換熱器的滑動管板， 包括管板主體、密封填料、壓蓋、緊固件，其中靠近換熱器殼體內(nèi)壁的管板主體一端與壓 蓋之間采用填料密封，管板主體與壓蓋通過緊固件連接，壓蓋位于管板主體的外側(cè)，其特 征在于靠近換熱器殼體內(nèi)壁的管板主體一端的端面設(shè)置有至少一個滑動機構(gòu)，滑動機構(gòu)由 深入管板主體端面的凹槽和支撐球組成，支撐球的高度高于凹槽的深度，其差值不小于滑 動管板與殼體的徑向膨脹差。上述技術(shù)方案中，滑動機構(gòu)的優(yōu)選方案為沿管板圓周方向呈均勻分布，滑動機構(gòu)的數(shù)量優(yōu)選范圍為4 20個，端面凹槽的深度優(yōu)選方案為支撐球直徑的0.3 ~ 0.99倍。本實用新型的換熱器滑動管板中，滑動機構(gòu)有兩個作用 一是避免滑動管板下沉，保 證管束與殼體同軸，起到支撐的作用；二是減小了管板與殼體的接觸面，使原來的大面積接觸的滑動摩擦變?yōu)辄c接觸的滑動摩擦甚至滾動摩擦，減少了摩擦阻力，達到實現(xiàn)管板自 由滑動的作用。該滑動機構(gòu)由管板端面開設(shè)的凹槽和支撐球組成，支撐球直徑的推薦范圍為10 100mm，凹槽與支撐球為間隙配合。管板在裝入殼體前，可以使用粘結(jié)劑將支撐球 固定于管板凹槽內(nèi)；管板裝入殼體后，設(shè)備正常開車，當(dāng)達到一定溫度時，粘結(jié)劑自由揮發(fā)，支撐球便可以在凹槽內(nèi)實現(xiàn)自由滾動，通過支撐球的滾動實現(xiàn)管板的滑動。由于滑動 管板不直接與殼體內(nèi)壁接觸，而是支撐球與殼體內(nèi)壁接觸，即使支撐球不能滾動，由于其 外表面為球面，與殼體為點接觸，可以大大減小滑動管板滑動時的摩擦阻力，也可以防止 粘在殼體內(nèi)壁上的結(jié)焦物阻礙管板的滑動，取得了較好的技術(shù)效果。


圖1為乙苯蒸汽過熱器的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為圖1中I的節(jié)點放大圖，亦即換熱器滑動管板的結(jié)構(gòu)示意圖。 在圖1中，l為固定管板，2為滑動管板，I為滑動管板與殼體的裝配節(jié)點。 在圖2中，3為管板主體，4為管板端面凹槽，5為支撐球，6為密封填料，7為壓蓋， 8為緊固件，9為換熱器殼體。下面通過實施例對本實用新型作進一步闡述。
具體實施方式
實施例1某乙苯蒸汽過熱器，采用圖2所示的滑動管板，換熱器殼體內(nèi)徑為2400毫米，管板 直徑為2390毫米，厚度為120毫米，沿管板圓周方向均勻分布6個滑動機構(gòu)，其中支撐 球的直徑為30毫米，管板端面凹槽的深度為27毫米，管板外側(cè)采用填料密封。設(shè)備運行 平穩(wěn)，連續(xù)開車6個月后，檢查未發(fā)現(xiàn)泄漏。比較例1某乙苯蒸汽過熱器的工藝條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)均與實施例l相同，不同之處是換熱器的滑 動管板只采用填料函式密封結(jié)構(gòu)，未設(shè)置滑動機構(gòu)。設(shè)備運行不到2個月，出現(xiàn)泄漏，對正常生產(chǎn)造成了一定的影響。實施例2某乙苯蒸汽過熱器，采用圖2所示的滑動管板，換熱器殼體內(nèi)徑為3000毫米，管板 直徑為2988毫米，厚度為150毫米，沿管板圓周方向均勻分布8個滑動機構(gòu)，其中支撐 球的直徑為60毫米，管板端面凹槽的深度為56毫米，管板外側(cè)采用填料密封。設(shè)備運行 平穩(wěn)。
權(quán)利要求1、一種換熱器的滑動管板，包括管板主體、密封填料、壓蓋、緊固件，其中靠近換熱器殼體內(nèi)壁的管板主體一端與壓蓋之間采用填料密封，管板主體與壓蓋通過緊固件連接，壓蓋位于管板主體的外側(cè)，其特征在于靠近換熱器殼體內(nèi)壁的管板主體一端的端面設(shè)置有至少一個滑動機構(gòu)，滑動機構(gòu)由深入管板主體端面的凹槽和支撐球組成，支撐球的高度高于凹槽的深度，其差值不小于滑動管板與殼體的徑向膨脹差。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述換熱器的滑動管板，其特征在于滑動機構(gòu)沿管板圓周方向均 勻分布。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述換熱器的滑動管板，其特征在于滑動機構(gòu)的數(shù)量為4 20個。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述換熱器的滑動管板，其特征在于端面凹槽的深度為支撐球直 徑的0.3 ~ 0.99倍。
專利摘要本實用新型涉及一種換熱器的滑動管板，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中管殼式換熱器的滑動管板滑動失效，導(dǎo)致管板變形，嚴重影響換熱器正常運行的問題。本實用新型通過采用靠近換熱器殼體內(nèi)壁的管板主體一端的端面設(shè)置至少一個滑動機構(gòu)，滑動機構(gòu)由深入管板主體端面的凹槽和支撐球組成，支撐球的高度高于凹槽的深度，其差值不小于滑動管板與殼體的徑向膨脹差的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于換熱器的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號F28F9/02GK201145513SQ20072007647
公開日2008年11月5日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者劉文杰, 磊 石, 黃云群 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院