專利名稱：外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型用于石油化工高壓管殼式換熱器，屬于石油化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng) 域，具體地說，是一種外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器。
技術(shù)背景目前隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保的要求，發(fā)展低硫清潔燃料日益迫切； 另外隨著油品的重質(zhì)化，加氫精制、加氫改質(zhì)和加氫裂化等加氫處理工藝是 改變油品性質(zhì)、降低油品中硫含量的重要手段。石化行業(yè)作為國家的支柱產(chǎn) 業(yè)，國家最近幾年將重點(diǎn)發(fā)展建設(shè)各種加氫裝置。而加氫換熱器作為加氫裝 置主要節(jié)能、節(jié)耗設(shè)備，是加氫裝置中不可缺少的設(shè)備。加氫裝置工藝介質(zhì)易燃易爆，而且處在高溫高壓、臨氫及硫化氫環(huán)境下 運(yùn)行，要求設(shè)備有很高的密封可靠性。目前加氫換熱器國內(nèi)、外的高壓加氫 換熱器大多采用管板兩側(cè)為大法蘭的結(jié)構(gòu)或螺紋鎖緊環(huán)結(jié)構(gòu)。大法蘭結(jié)構(gòu)金 屬耗量大，且密封不可靠，隨著加氫裝置處理量的增加及換熱設(shè)備的大型化 后己使用較少。目前在國內(nèi)大型加氫裝置上使用較多的是螺紋縮緊環(huán)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)密 封可靠性較好，換熱死區(qū)小，對(duì)于管殼程間的泄漏裝置不停工就可以通過擰 緊內(nèi)圈螺栓來消除，另外拆裝管束時(shí)也不必移動(dòng)殼體，從而管箱出入口可以 直接與配管相焊，減少了泄漏點(diǎn)。但這種結(jié)構(gòu)存在下述缺點(diǎn)1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工件多，換熱器的安裝、拆卸工作量也較大；2. 分合環(huán)和內(nèi)部螺栓易咬死，造成拆卸困難；3. 螺紋鎖緊環(huán)大螺紋加工精度要求高，其加工難度也較大。4. 隨著換熱器的大型化，密封可靠性有所降低。 隔膜式焊接墊片的密封結(jié)構(gòu)和帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)是在結(jié)合了螺紋縮緊環(huán)和Q環(huán)焊接墊片的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上最近開發(fā)的兩種新型結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)均采用焊接墊片密封，不存在泄漏界面，提高了密封的 可靠性。但這兩種結(jié)構(gòu)存在下述缺陷 隔膜式焊接墊片的密封結(jié)構(gòu) 由于管板的固定螺栓處在換熱器內(nèi)部，在操作狀態(tài)下當(dāng)管殼程間串漏 時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)不停工對(duì)管板的密封進(jìn)行再緊固；由于管板的固定螺栓被緊固在管箱筒體上，長時(shí)間處在高溫臨氫、腐蝕 性介質(zhì)環(huán)境下，再加上較高受力狀態(tài)，螺紋易咬死給未來換熱器檢修、拆卸 造成困難。尤其對(duì)管箱內(nèi)壁有耐蝕堆焊層的換熱器而言，由于緊固螺栓深入 到母材上述情況更易出現(xiàn)。端帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)"端帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)"雖然可以克服上述的"隔膜式焊 接墊片的密封結(jié)構(gòu)"缺陷，但又存在下述弊端端蓋釆用Q環(huán)焊接密封結(jié)構(gòu)由于Q環(huán)尺寸較大使得螺栓圓布置較大，相 應(yīng)的管箱端部法蘭尺寸也較大，增加了設(shè)備重量和投資；由于Q環(huán)焊接墊片由兩個(gè)獨(dú)立的"半Q環(huán)"墊片組成，現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量較大。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器，它大大 降低了制造難度，減小了設(shè)備重量，裝置不必停工就可以通過直接擰緊內(nèi)圈 螺栓來實(shí)現(xiàn)管殼程間的密封；另外，在提高了密封可靠性的同時(shí)還避免了管 板的固定螺栓易咬死的弊端，有效的減小了換熱器安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的包括殼程入口l、管板密封墊片2、管板3、 管程入口4、管箱筒體5、管箱法蘭6、柔性隔膜焊接密封墊片7、管箱法蘭 蓋8、主螺栓9、調(diào)解螺栓IO、頂銷ll、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)12、分程箱13、加強(qiáng) 環(huán)14、內(nèi)套筒15、管程出口 16、換熱管17、殼程出口 18，在箱體19的中 部裝有管板3，箱體19的外部裝有管箱筒體5，管箱法蘭6與管箱法蘭蓋8通過主螺栓9連接，管箱法蘭6與管箱法蘭蓋8之間設(shè)有柔性隔膜焊接密封 墊片7，調(diào)解螺栓IO、頂銷ll、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)12依次連接，箱體19上裝有 分程箱13、換熱管17，箱體19內(nèi)裝有內(nèi)套筒15。在箱體19的上部分別設(shè)有殼程入口 1、管程入口 4，在箱體19的下部分 別設(shè)有管程出口 16、殼程出口 18，箱體19與管板3之間設(shè)有管板密封墊片2。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于與螺紋縮緊環(huán)相比，取消了螺紋鎖緊環(huán)中的內(nèi)部螺栓、分合環(huán)等管箱零 部件；同時(shí)將管箱端部的大螺紋鎖緊環(huán)改為法蘭蓋，大大降低了制造難度；管箱端部法蘭采用焊接式密封墊片結(jié)構(gòu)，設(shè)備主螺栓具有較小載荷，減 小了設(shè)備重量；與"隔膜式焊接密封墊片結(jié)構(gòu)"相比，管箱端部的大法蘭蓋上開設(shè)一圈 內(nèi)螺紋孔，裝置不必停工就可以通過直接擰緊內(nèi)圈螺栓來實(shí)現(xiàn)管殼程間的密 封；另外，在提高了密封可靠性的同時(shí)還避免了管板的固定螺栓易咬死的弊 端；與"帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)"相比，由于管箱端部焊接墊片上取消了Q環(huán)，減小了焊接墊片尺寸，螺栓圓和管箱端部法蘭、法蘭蓋外徑也隨之減小，換熱器管箱端部結(jié)構(gòu)更加緊湊，進(jìn)一步減小了設(shè)備重量；與"帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)"相比，減少了一個(gè)"半Q環(huán)"墊片，采用了帶柔性區(qū)的"單個(gè)金屬焊接墊片"，墊片與法蘭蓋之間不需要焊接，僅與管箱端部法蘭存在一個(gè)角焊縫就可實(shí)現(xiàn)管箱介質(zhì)的密封，有效的減小了換熱器安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量。


附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本實(shí)用新型由殼程入口 1、管板密封墊片2、管板3、管程入口4、管箱筒體5、管箱法蘭6、柔性隔膜焊接密封墊片7、管箱法蘭蓋8、主螺栓9、調(diào)解螺栓10、頂銷11、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)12、分程箱13、加強(qiáng)環(huán)14、內(nèi)套筒15、管程出口16、換熱管17、殼程出口18等組成，在箱體19的中部裝有管板3，箱體19的外部裝有管箱筒體5，管箱法蘭6與管箱法蘭蓋8通過主螺栓9連接，管箱法蘭6與管箱法蘭蓋8之間設(shè)有柔性隔膜焊接密封墊片7，調(diào)解螺栓IO、頂銷ll、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)12依次連接，箱體19上裝有分程箱13、換熱管17，箱體19內(nèi)裝有內(nèi)套筒15。在箱體19的上部分別設(shè)有殼程入口l、管程入口4，在箱體19的下部分別設(shè)有管程出口 16、殼程出口 18，箱體19與管板3之間設(shè)有管板密封墊片2。管箱法蘭蓋8通過主螺栓9固定在管箱法蘭6上，在管箱法蘭蓋8上開設(shè)一圈調(diào)節(jié)螺栓10,通過擰緊調(diào)節(jié)螺栓IO傳遞給頂銷11、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)12，再通過柔性隔膜焊接密封墊片7的柔性區(qū)產(chǎn)生一定擾度變形將力傳給加強(qiáng)環(huán)14、內(nèi)套筒15，從而頂緊管板3并壓緊管板密封墊片2實(shí)現(xiàn)管、殼間的密封。管箱筒體5的密封由管板密封墊片2實(shí)現(xiàn)，管板密封墊片2可以采用一 張鋼板制造， 一側(cè)通過角焊縫焊在管箱法蘭6上，另一側(cè)不用焊接緊靠在管 箱法蘭蓋8表面。管箱介質(zhì)全部通過焊接進(jìn)行密封，不存在泄漏界面。而管 箱介質(zhì)產(chǎn)生的壓力則由管箱法蘭蓋8承受；同時(shí)柔性隔膜焊接密封墊片7設(shè) 置一段柔性區(qū)，在調(diào)節(jié)螺栓IO作用下產(chǎn)生一定的變形傳遞壓緊力。本實(shí)用新型綜合了目前在石化裝置上廣泛使用的螺紋縮緊環(huán)結(jié)構(gòu)，并結(jié) 合了隔膜式焊接密封結(jié)構(gòu)和帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，新開發(fā) 一種全新結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無泄漏點(diǎn)、設(shè)備重量輕等特點(diǎn)， 在大型石化加氫裝置及其它高壓換熱領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。有效的解決加氫裝置大型化后高壓換熱器密封可靠性不高的問題；解決 螺紋鎖緊環(huán)換熱器大型化后密封可靠性不高和螺紋鎖緊環(huán)加工難度大的問 題。；解決了隔膜式焊接密封墊片結(jié)構(gòu)管板固定螺栓易咬死和不能在不停工狀 態(tài)下自緊的問題；解決了帶調(diào)節(jié)的Q環(huán)焊接密封墊片結(jié)構(gòu)墊片及法蘭尺寸較 大、墊片現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量較大的問題。
權(quán)利要求1. 外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器，包括殼程入口(1)、管板密封墊片(2)、管板(3)、管程入口(4)、管箱筒體(5)、管箱法蘭(6)、柔性隔膜焊接密封墊片(7)、管箱法蘭蓋(8)、主螺栓(9)、調(diào)解螺栓(10)、頂銷(11)、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)(12)、分程箱(13)、加強(qiáng)環(huán)(14)、內(nèi)套筒(15)、管程出口(16)、換熱管(17)、殼程出口(18)，其特征在于在箱體(19)的中部裝有管板(3)，箱體(19)的外部裝有管箱筒體(5)，管箱法蘭(6)與管箱法蘭蓋(8)通過主螺栓(9)連接，管箱法蘭(6)與管箱法蘭蓋(8)之間安裝有柔性隔膜焊接密封墊片(7)，調(diào)解螺栓(10)、頂銷(11)、調(diào)節(jié)螺栓壓環(huán)(12)依次連接，箱體(19)上分別安裝有分程箱(13)、換熱管(17)，箱體(19)內(nèi)套裝有內(nèi)套筒(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器，其特征在于: 在箱體(19)的上部分別設(shè)有殼程入口 (1)、管程入口 (4)，在箱體(19) 的下部分別設(shè)有管程出口(16)、殼程出口(18)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器，其特征在于: 箱體(19)與管板(3)之間設(shè)有管板密封墊片(2)。
專利摘要一種用于石油化工領(lǐng)域的外部可調(diào)焊接密封高壓換熱器，包括管板(3)、管程入口(4)、管箱筒體(5)、管箱法蘭(6)等，在箱體(19)的中部裝有管板(3)，箱體(19)的外部裝有管箱筒體(5)，管箱法蘭(6)與管箱法蘭蓋(8)通過主螺栓(9)連接，管箱法蘭(6)與管箱法蘭蓋(8)之間安裝有柔性隔膜焊接密封墊片(7)，箱體(19)上分別安裝有分程箱(13)、換熱管(17)，箱體(19)內(nèi)套裝有內(nèi)套筒(15)，它大大降低了制造難度，減小了設(shè)備重量，裝置不必停工就可以通過直接擰緊內(nèi)圈螺栓來實(shí)現(xiàn)管殼程間的密封；另外，在提高了密封可靠性的同時(shí)還避免了管板的固定螺栓易咬死的弊端，有效的減小了換熱器安裝時(shí)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量。
文檔編號(hào)F28F9/04GK201122075SQ200720169438
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者謝育輝 申請(qǐng)人:中國石油天然氣華東勘察設(shè)計(jì)研究院