用于氣冷熱交換器的聯(lián)管箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于氣冷熱交換器的聯(lián)管箱。所述聯(lián)管箱包括外殼，該外殼具有頂壁、底壁和側(cè)壁、以及進口和出口，其中一個所述側(cè)壁是用于連接多個熱交換管的管壁。所述聯(lián)管箱包括位于頂壁和底壁之間的分隔壁，所述分隔壁限定上區(qū)域和下區(qū)域，所述分隔壁是板狀，具有一個較高的中心區(qū)域，該中心區(qū)域向下延伸至上區(qū)域的各個角部。每個角部都有一個排水孔，用于使上區(qū)域的流體借助重力排出上區(qū)域。
【專利說明】用于氣冷熱交換器的聯(lián)管箱
[0001]相關(guān)申請的交叉參照
[0002]該申請要求了 2011年12月6日提交的美國臨時申請N0.61/567，433的優(yōu)先權(quán)，該申請納入本文供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明屬于氣冷熱交換器的領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明屬于用于氣冷熱交換器中的熱交換管的聯(lián)管箱領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0004]大型化學(xué)處理設(shè)備使用了很多管式熱交換器，該管式熱交換器通常包括端部與聯(lián)管箱相聯(lián)的成束熱交換管。為遵守嚴格的安全流程，以及還為了正常有效的操作，熱交換器的聯(lián)管箱組件及管定期接受至少兩次的靜壓泄漏檢測，第一次在制造點生產(chǎn)完后，和第二次在現(xiàn)場設(shè)備啟動前，以確保連接部沒有缺陷和泄漏。在檢測完熱交換器且結(jié)果合格后，排出熱交換器的水以確保聯(lián)管箱內(nèi)表面和管是干燥的?？梢酝ㄟ^熱空氣或惰性氣體完成干燥。干燥內(nèi)表面的目的在于防止水檢測后的運輸和待機操作模式中可能引起的內(nèi)部腐蝕。這種檢測對避免災(zāi)難性的連接部泄漏來說是必要的，并且顯然對檢測和修正或監(jiān)測更小的泄漏來說是必要的。
[0005]傳統(tǒng)的氣冷熱交換器聯(lián)管箱設(shè)計成閉合的箱體，每個箱體都包括插入板(plugsheet)、管板、端部板、頂部和底部板、噴嘴、加強件和分隔板。由于包括角部和底切區(qū)域的氣冷熱交換器聯(lián)管箱的復(fù)雜性，通過當前的干燥流程無法實現(xiàn)徹底的水排出和干燥。在運輸和待機操作模式期間這種積累的濕氣和水分變得停滯，并隨后具有腐蝕性，從而對聯(lián)管箱內(nèi)部部分和對管聯(lián)接至聯(lián)管箱的相鄰部分造成嚴重損壞。結(jié)果，管板和熱交換器管自身具有損壞的風(fēng)險，損壞不僅維修昂貴，還引起整個熱交換器的停機。當聯(lián)管箱的定期檢測的結(jié)果是維修或者替換以及是很多熱交換器下線時，由于停工時間，大型化學(xué)處理設(shè)備的花費可以使生產(chǎn)損失達到每天300000美元。
[0006]本發(fā)明通過新的聯(lián)管箱設(shè)計解決這一嚴重的問題，所述新的聯(lián)管箱旨在延長設(shè)備循環(huán)壽命，并預(yù)防源于腐蝕的非期望失效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一目的是設(shè)計一種新型聯(lián)管箱結(jié)構(gòu)，所述新型聯(lián)管箱結(jié)構(gòu)具有在靜水壓檢測中用到的更好的水排出效果，并且將使聯(lián)管箱內(nèi)表面干燥而沒有傳統(tǒng)的水停滯和腐蝕。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于氣冷熱交換器的新型聯(lián)管箱結(jié)構(gòu)，其中入流是進入包括底部分隔物的空間，該底部分隔物在其四個角部區(qū)域處向下彎曲，以將靜壓檢測水重力排出到四個角部處的排水管。
[0009]本發(fā)明進一步的目的是為了讓所述分隔底部區(qū)域由板形成，該板具有所有四個側(cè)邊緣，每個側(cè)邊緣均限定在中心處最高并降低至四個角部的凸形曲線。曲率可以圍繞單個軸線，從而形成筆直圓筒的一段，或者可以圍繞兩個垂直的軸線，從而形成類似傘的頂。
[0010]上述本發(fā)明的更進一步目的是為了讓所述底部是大致連續(xù)的板。
[0011]上述本發(fā)明的另一個目的是設(shè)計大致箱體形狀的聯(lián)管箱，其中，一個側(cè)壁包括聯(lián)接有多個熱交換管的管板。
[0012]額外的一個目的是提供一種方法，所述方法通過使進水室的底部形成具有連續(xù)向下至全部四個角部(排水管從所述四個角部進一步向下延伸)的曲率，來減少氣冷熱交換器的聯(lián)管箱中停滯水的積累。
[0013]因此，另一個目的是提供一種用于氣冷熱交換器的聯(lián)管箱，包括:(a)外殼，該外殼具有頂壁、底壁和側(cè)壁、以及進口和出口，其中一個所述側(cè)壁是用于連接多個熱交換管的管壁；(b)位于所述頂壁和底壁之間的分隔壁，所述分隔壁限定上區(qū)域和下區(qū)域，所述分隔壁是板，所述板具有一個較高的中心區(qū)域，該中心區(qū)域向下延伸至上區(qū)域的角部；和(c)每個角部，所述角部都有排水孔，用于使所述上區(qū)域中的流體借助重力排出所述上區(qū)域。
[0014]因此，另一個目的是提供一種熱交換器包括:(a)聯(lián)管箱箱體，所述聯(lián)管箱箱體具有包括頂部、底部和四個側(cè)部的壁；(b)分隔壁，所述分隔壁位于箱體內(nèi)在頂壁和底壁之間，從而限定箱體的上部分和箱體的下部分，分隔壁具有向下延伸至四個角部區(qū)域的較高中心區(qū)域，；(C)每個角部區(qū)域，所述角部區(qū)域都有排水孔，用于上部分中的流體借助重力排出所述上部分；(d)返回聯(lián)管箱；和(e)在箱體的一個側(cè)壁和返回聯(lián)管箱之間連接的多個熱交換管，其中，熱交換管的上部分自箱體上部分運送流體，熱交換管的下部分運送流體進入箱體的下部分；其中，在熱交換器操作期間，流體通過進口流進箱體上部分，接著該流體流進上方的熱交換管，隨后通過返回聯(lián)管箱，然后流入下方的熱交換管，接著流入箱體的下部分，隨后通過出口流出箱體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是用于氣冷熱交換器的新聯(lián)管箱的俯視正立體圖，
[0016]圖2是圖1的聯(lián)管箱的俯視圖，
[0017]圖3是沿圖2的線3 — 3截取的截面圖，
[0018]圖4是沿圖2的線4 一 4截取的側(cè)視圖，圖4包括返回聯(lián)管箱，以及
[0019]圖5是與圖1類似的新聯(lián)管箱的第二個實施例的俯視正立體圖。

【具體實施方式】
[0020]圖1 一圖4說明了用于與氣冷熱交換器(ACHE) —起使用的新型聯(lián)管箱結(jié)構(gòu)的第一個實施例。圖1中顯示了聯(lián)管箱10，且熱交換器管18成束地聯(lián)接到后壁或管板19，附加的熱交換器管20也聯(lián)接到管板19的下部分。如圖1和圖3中所見，聯(lián)管箱10形成了箱體形外殼，具有頂壁12、底壁14、后壁或者管板19、以及前壁19F。還在圖1，圖3和圖4中顯示的是進口 16，用于接收由箭頭A表示的進入聯(lián)管箱上部分的地帶或區(qū)域17中的流體，隨后該流體由箭頭B表示那樣流入上方的熱交換管18，然后該流體由箭頭C表示那樣穿過返回聯(lián)管箱10A，隨后該流體由箭頭D表示那樣流入下方的熱交換管20，接著該流體流入聯(lián)管箱下部分中的地帶或區(qū)域，然后該流體從出口 26流出聯(lián)管箱。圖4的熱交換器的一種變型可以省略返回管20，并在聯(lián)管箱1A中采用如虛線表示的出口 10B，并且新型聯(lián)管箱10還可以有其他布置方案。
[0021]在圖1 一圖4中，聯(lián)管箱10的上區(qū)域17由分隔板13在底部界定，分隔板13彎曲，以在中心區(qū)域具有較高高度的部分13A，四個角部在區(qū)域13C彎曲向下，見圖3。如圖1所見，板13具有繞X軸向下彎曲的兩個相對側(cè)部，以及繞Y軸向下彎曲的另外兩個相對端部，從而形成了類似傘的頂。向下的曲率在長度上大致是每米1mm或大致每英尺1/8英寸，從而形成自中心區(qū)域13A向下大致0.6。的角度。在每一個角部13C處是通向排水管13E的開口 13D。
[0022]進入進口 16并隨后流向管18的清潔水或其他流體通常會在區(qū)域17的角部和其他區(qū)域中殘留濕氣。在新型聯(lián)管箱中，這種殘留濕氣和/或液體自動排到四個角部13C并排出排水孔13D，排水孔13D直徑大致為1/4至1/2英寸，相應(yīng)的排水管13E焊接至排水孔13D。分隔板13可以附加地作為加強板，原因在于分隔板13焊接在聯(lián)管箱的四個側(cè)部上以加強所述四個側(cè)部。每個排水管13E都有自己的閥13F，以在系統(tǒng)處于操作狀態(tài)或已終止檢測時關(guān)閉。圖1 一圖4中，管所連接的聯(lián)管箱通常是大致2米寬，具有通常大致是半米寬的端板30和板31。
[0023]圖5說明了新型聯(lián)管箱的第二實施例30，該第二實施例僅關(guān)于聯(lián)管箱的分隔板30的彎曲形式上與上述第一實施例不同，該分隔板30只關(guān)于X軸彎曲，但在最低高度處仍然有四個角部30C以用于重力排水至聯(lián)管箱的排水導(dǎo)管30E。
[0024]雖然結(jié)合幾個實施例描述了本發(fā)明，但是可以理解的是，鑒于之前的描述，很多替代方案、改動方案和變型方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的所有這種替代方案、改動方案和變型方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于氣冷熱交換器的聯(lián)管箱，所述聯(lián)管箱包括用來接收待冷卻的流體的進口，所述聯(lián)管箱包括: 外殼，所述外殼具有頂壁、底壁和側(cè)壁，所述頂壁、底壁和側(cè)壁在所述頂壁、底壁和側(cè)壁內(nèi)限定腔室； 分隔壁，所述分隔壁位于所述外殼內(nèi)在所述頂壁和底壁之間，并且限定所述腔室的帶進口的上部分以及所述腔室的分離的帶出口的下部分，所述分隔壁具有中心區(qū)域，并橫向延伸至其外圍邊緣，所述外圍邊緣通過所述外殼的側(cè)壁進行密封，所述外圍邊緣較所述中心區(qū)域處于更低的高度處；和 在所述外圍邊緣處的多個排水孔，用于所述上部分中的流體借助重力排出所述腔室的所述上部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中， 所述外殼大致上是矩形，且具有四個角部區(qū)域，并且所述分隔壁是具有四個外圍側(cè)邊緣的矩形板，其中，所述側(cè)邊緣中的每個限定在其中心處最高的凸形曲線，所述分隔壁自其最高的中心下降至位于所述外殼的所述角部區(qū)域處的四個角部，并且所述排水孔位于所述腔室的所述上部分的所述角部區(qū)域中且靠近所述分隔壁的所述角部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)管箱，其中，所述分隔壁的兩個相對的側(cè)邊緣圍繞第一軸限定凹形曲率，并且所述分隔壁另外兩個相對的側(cè)邊圍繞與所述第一軸垂直的第二軸限定凹形曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中， 所述外殼大致上是矩形，且具有四個角部區(qū)域，并且所述分隔壁是具有四個側(cè)邊緣的矩形板，其中，每個側(cè)邊緣限定在中心處最高的凸形曲線，所述分隔壁自其最高的中心下降至位于所述外殼的所述角部區(qū)域處的四個角部，其中，所述分隔壁圍繞單個水平軸線限定凹形曲線，從而形成筆直圓筒的一段，并且所述排水孔位于所述角部區(qū)域的最低高度處。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)管箱，其中，所述向下的凸形曲率在長度上是大致每米1mm或大致每英尺1/8英寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聯(lián)管箱，其中，所述向下的凸形曲率在長度上是大致每米1mm或大致每英尺1/8英寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中，所述分隔壁由大致連續(xù)的板形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中，所述外殼的一個側(cè)壁是具有多個孔的管板，每個孔適于一個熱交換管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)管箱，其中，所述管板具有上部分和下部分，所述上部分具有用于流體流出所述外殼的孔，所述下部分具有用于流體進入所述外殼的孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中，每個排水孔擁有大致1/4至1/2英寸的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)管箱，其中，焊接的所述排水管分別與每個排水孔流體連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聯(lián)管箱，還包括分別與每個排水管連接的閥，其中，當所述聯(lián)管箱在操作中時，所述閥能夠關(guān)閉，并且其中，所述閥能夠打開以借助重力將流體排出所述上部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)管箱，其中，所述分隔壁焊接至所述箱體的四個側(cè)壁。
14.一種用于接收和冷卻流體的氣冷熱交換器，包括: a.進水聯(lián)管箱， b.返回聯(lián)管箱，和 c.多個熱交換管，所述多個熱交換管在所述進水聯(lián)管箱和返回聯(lián)管箱間進行流體連接，所述進水聯(lián)管箱包括: (1)外殼，所述外殼具有頂壁、底壁和側(cè)壁，所述頂壁、底壁和側(cè)壁在所述頂壁、底壁和側(cè)壁內(nèi)限定腔室； (2)分隔壁，所述分隔壁位于所述外殼內(nèi)在所述頂壁和底壁之間，并且限定所述腔室的帶進口的上部分以及所述腔室的分離的帶出口的下部分，所述分隔壁具有中心區(qū)域，并橫向延伸至其外圍邊緣，所述外圍邊緣通過所述外殼的側(cè)壁進行密封，所述外圍邊緣較所述中心區(qū)域處于更低的高度處，和 (3)在所述外圍邊緣處的多個排水孔，用于所述上部分中的流體借助重力排出所述腔室的所述上部分， 所述多個熱交換管包括:第一束所述熱交換管，所述第一束所述熱交換管能夠?qū)⒘黧w自所述外殼的所述上部分運送至所述返回聯(lián)管箱；以及第二束所述熱交換管，所述第二束熱交換管能夠?qū)⒘黧w自所述返回聯(lián)管箱運送至所述聯(lián)管箱，其中，在所述熱交換器操作時，流體通過所述進口流進所述外殼的上部分，接著通過所述第一束熱交換管流至所述返回聯(lián)管箱，隨后通過所述第二束熱交換管流至所述腔室的所述下部分，并通過出口排出。
【文檔編號】F28F17/00GK104246415SQ201280069029
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月6日
【發(fā)明者】D·A·奧泰比 申請人:沙特阿拉伯石油公司