>[0033]總之，本發(fā)明是綜合了螺紋鎖緊環(huán)換熱器和D形螺栓連接結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn)開(kāi)發(fā)出的一種新型D形螺栓U形管式高壓換熱器。本發(fā)明采用換熱器殼程筒體和管箱筒體為一體的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有大尺寸設(shè)備法蘭，密封結(jié)構(gòu)在線可調(diào)。采用的D形螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明與傳統(tǒng)高壓管殼式換熱器相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、密封可靠、裝拆維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，與螺紋鎖緊環(huán)換熱器相比，具有裝拆方便而無(wú)需專(zhuān)用工具，可避免大尺寸螺紋咬死，制造加工難度降低，管箱長(zhǎng)度及重量下降，節(jié)約了成本等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1.1是本發(fā)明D形螺栓U形管式高壓換熱器的左視圖。
[0035]圖1.2是本發(fā)明D形螺栓U形管式高壓換熱器的軸向剖視圖。
[0036]圖2是圖1中的I部放大圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在平頂蓋上。
[0037]圖3是圖1中的I部放大圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在管箱筒體端部上。
[0038]圖4是密封盤(pán)的軸向剖視圖。
[0039]圖5是D形螺栓結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0040]圖6是D形螺栓松開(kāi)與連接狀態(tài)圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在平頂蓋上。
[0041]圖7是D形螺栓松開(kāi)與連接狀態(tài)圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在管箱筒體端部上。
[0042]圖8是D形定位銷(xiāo)松開(kāi)與連接狀態(tài)圖，定位孔約3/4開(kāi)在平頂蓋上。
[0043]圖9是D形定位銷(xiāo)松開(kāi)與連接狀態(tài)圖，定位孔約3/4開(kāi)在管箱筒體端部上。
[0044]圖10是內(nèi)外圈壓緊螺栓、內(nèi)外壓桿和內(nèi)外圈壓環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在平頂蓋上。
[0045]圖11是內(nèi)外圈壓緊螺栓、內(nèi)外壓桿和內(nèi)外圈壓環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，D形螺栓螺紋孔約3/4開(kāi)在管箱筒體端部上。
[0046]圖中:1、壓環(huán)，2、密封盤(pán)，3、平頂蓋，4、內(nèi)圈壓環(huán)，5、內(nèi)壓桿，6、內(nèi)圈壓緊螺栓，7、D形螺栓，12、外密封墊片，13、管箱筒體，14、環(huán)墊，15、分程箱，16、管程入口，17、墊片，18、管板，19、內(nèi)密封墊片，20、殼程出口，21、殼程筒體，22、支座，23、排液孔，24、球形封頭，25、管束，26、殼程入口，27、管程出口，28、定位環(huán)，29、內(nèi)部螺栓，30、分合環(huán)，31、內(nèi)套筒，32、D形定位銷(xiāo)，33、套筒，34、分程隔板，35、支承環(huán)，36、分程箱蓋板，201、密封段，202、柔性段，203、加強(qiáng)段。
【具體實(shí)施方式】
[0047]如圖1.1-1.2所示，D形螺栓U形管式高壓換熱器，包括殼程筒體21、管箱筒體13，殼程筒體21和管箱筒體13之間設(shè)有管板18。殼程筒體21上設(shè)有支座22、排液孔23、殼程入口 26和殼程出口 20，殼程入口 26和殼程出口 20之間為管束25 ;管箱筒體13上設(shè)有管程入口 16、管程出口 27和支座11。管板18與管箱筒體13之間設(shè)有內(nèi)密封墊片19，管板18與分程箱15之間設(shè)有墊片17。
[0048]管箱筒體13內(nèi)設(shè)有分程箱15，分程箱15包括分程箱蓋板36 (橫截面為半圓)和分程隔板34。分程箱蓋板36的半圓周與分程箱15上的支承環(huán)35 (橫截面為圓環(huán))相連，其下端與分成隔板34相連；分程隔板34的另一端與管板18連接。套筒33 (橫截面圓環(huán))一端通過(guò)墊片17與管板18連接，另一端與支承環(huán)35通過(guò)焊接連接在一起，支承環(huán)35通過(guò)內(nèi)套筒31和壓環(huán)I頂緊密封盤(pán)柔性段202。套筒33設(shè)有兩個(gè)開(kāi)孔，分別與管程入口 16和管程出口 27相對(duì)應(yīng)。管箱筒體13內(nèi)開(kāi)槽處設(shè)有分合環(huán)30 (橫截面為圓環(huán)，分成2?4瓣)，內(nèi)部螺栓29通過(guò)螺紋與之相連，內(nèi)部螺栓29底部穿過(guò)定位環(huán)28通過(guò)環(huán)墊14頂緊分程箱15，從而壓緊管板18兩側(cè)墊片實(shí)現(xiàn)管殼間密封。
[0049]管箱筒體13端部設(shè)有平頂蓋3，兩者之間采用D形螺栓7連接，D形螺栓7松開(kāi)和連接示意圖見(jiàn)圖6和圖7。平頂蓋3的環(huán)向定位采用D形定位銷(xiāo)32，D形定位銷(xiāo)32也是將圓柱定位銷(xiāo)沿軸向削平約1/4圈圓弧長(zhǎng)形成的，軸向定位則采用臺(tái)階面，D形定位銷(xiāo)松32開(kāi)和連接示意圖見(jiàn)圖8和圖9，其定位孔的約3/4可開(kāi)在平頂蓋4或管箱筒體13端部上。
[0050]平頂蓋3端面處設(shè)有密封盤(pán)2為一整體結(jié)構(gòu)圓板，由圓周向圓心依次分為密封段201、柔性段202和加強(qiáng)段203組成，參見(jiàn)圖4。密封圓盤(pán)2的柔性段202的厚度應(yīng)比較薄(一般為6至8毫米)，使之能夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，其密封?01 —端通過(guò)外密封墊片12頂緊管箱筒體13，另一端則貼緊外圈壓環(huán)10，管箱筒體13內(nèi)介質(zhì)的密封依靠密封盤(pán)2和外密封墊片12實(shí)現(xiàn)，外密封墊片12可選擇纏繞墊、波齒復(fù)合墊或不銹鋼C形密封環(huán)。
[0051]平頂蓋3上設(shè)有兩圈壓緊螺栓:內(nèi)圈壓緊螺栓6和外圈壓緊螺栓8。平頂蓋3端面開(kāi)有兩個(gè)環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有內(nèi)圈壓環(huán)4和外圈壓環(huán)10 (壓環(huán)截面為圓環(huán)形)，內(nèi)壓桿5和外壓桿9分別位于內(nèi)圈壓緊螺栓6和外圈壓緊螺栓8底部與內(nèi)圈壓環(huán)4和外圈壓環(huán)10頂部之間，參見(jiàn)圖10和圖11。內(nèi)圈壓緊螺栓6的壓緊力通過(guò)內(nèi)壓桿5壓緊內(nèi)圈壓環(huán)4，從而壓緊密封盤(pán)2柔性段202，再通過(guò)壓環(huán)1、內(nèi)套筒31和分程箱15壓緊管板18以實(shí)現(xiàn)管殼間密封。外圈壓緊螺栓8的壓緊力通過(guò)外壓桿9壓緊外圈壓環(huán)10，從而壓緊密封盤(pán)2密封段201以壓緊外密封墊片12，實(shí)現(xiàn)管程密封。內(nèi)圈壓緊螺栓6和外圈壓緊螺栓8的個(gè)數(shù)和尺寸應(yīng)根據(jù)換熱器的直徑、操作壓力以及以保障管、殼間密封良好為原則加以確定。上述操作過(guò)程可以在裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行，裝置不需要停工。
[0052]D形螺栓7可以安裝固定于平頂蓋3的約3/4螺孔中，相對(duì)應(yīng)的管箱筒體13端部?jī)?nèi)圓周上的螺孔約為1/4弧長(zhǎng)，此時(shí)外圈壓緊螺栓8和外壓桿9置于D形螺栓7芯部，如圖2。D形螺栓7也可安裝固定于管箱筒體13端部的約3/4螺孔中，相對(duì)應(yīng)的平頂蓋3外圓周上的螺孔約為1/4弧長(zhǎng)，此時(shí)外圈壓緊螺栓8和外壓桿9置于平頂蓋3上，如圖3。
[0053]該換熱器殼程筒體21、管箱筒體13以及換熱介質(zhì)出入口的內(nèi)部可以堆焊一層耐腐蝕的堆焊層，以防止換熱介質(zhì)的侵蝕。密封墊片的材質(zhì)應(yīng)根據(jù)換熱介質(zhì)以及具體的腐蝕環(huán)境選用。
[0054]本發(fā)明“U形管式高壓換熱器” 一詞為本領(lǐng)域通用技術(shù)術(shù)語(yǔ):“U形管”所指的是管殼式換熱器殼程結(jié)構(gòu)的一種(見(jiàn)GB151-1999)，其管束均被彎成U形；“高壓”所指的是管殼程介質(zhì)的壓力一般為6?20MPa，設(shè)計(jì)溫度一般為150°C?450°C。本發(fā)明換熱器的操作方式以及換熱介質(zhì)的流動(dòng)方式與常規(guī)U形管式換熱器相同。
[0055]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)圖2至圖11中所有未注明附圖標(biāo)記的含義均與圖1相同。
[0056]本發(fā)明可用于石油煉制加氫處理裝置的高壓換熱過(guò)程；在其他類(lèi)似的高壓U形管式換熱器的應(yīng)用領(lǐng)域也可以廣泛采用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.D形螺栓U形管式高壓換熱器，包括殼程筒體(21)、管箱筒體(13)，殼程筒體(21)與管箱筒體(13)之間設(shè)有管板(18)，管箱筒體(13)內(nèi)設(shè)有分程箱(15)、定位環(huán)(28)、分合環(huán)(30)、內(nèi)部螺栓(29)、內(nèi)套筒(31)、壓環(huán)(1)、密封盤(pán)(2)，其特征在于:管箱筒體(13)端部設(shè)有平頂蓋(3)，兩者之間采用沿環(huán)向偏心均布的D形螺栓(7)連接，平頂蓋(3)與管箱筒體(13)臺(tái)階面間依次設(shè)有密封盤(pán)(2)和外密封墊片(12)，密封盤(pán)(2)為一整體結(jié)構(gòu)圓盤(pán)，由圓周向圓心依次由密封段(201)、柔性段(202)和加強(qiáng)段(203)組成，密封段(201)與外密封墊片(12)相對(duì)布置，柔性段(202)與壓環(huán)(I)相對(duì)布置，密封盤(pán)(2)與平頂蓋(3)相對(duì)的一面為平面，緊貼于平頂蓋(3)的端面，平頂蓋(3)上設(shè)有內(nèi)圈壓緊螺栓(6)和內(nèi)壓桿(5)，通過(guò)內(nèi)圈壓環(huán)(4)經(jīng)密封盤(pán)(2)的柔性段(202)、壓環(huán)⑴和內(nèi)套筒(31)壓緊分程箱(15)的一端并使分程箱(15)另一端壓緊管板(18)，平頂蓋(3)上設(shè)有外圈壓緊螺栓(8)和外壓桿(9)，通過(guò)外圈壓環(huán)(10)經(jīng)密封盤(pán)(2)的密封段(201)壓緊外密封墊片(12)，管箱筒體(13)內(nèi)側(cè)開(kāi)槽處設(shè)有分合環(huán)(30)，內(nèi)部螺栓(29)利用分合環(huán)(30)經(jīng)定位環(huán)(28)和環(huán)墊(14)壓緊分程箱(15)的一端并使分程箱(15)另一端壓緊管板(18)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:D形螺栓(7)為沿普通螺栓軸向削去約1/4圈螺紋弧長(zhǎng)，其橫截面呈“D”形，沿環(huán)向偏心均布在管箱筒體(13)端部與平頂蓋(3)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:D形螺栓(7)螺紋孔3/4開(kāi)在平頂蓋(3)上，另1/4開(kāi)在管箱筒體(13)端部上，外圈壓緊螺栓⑶和外壓桿(9)置于D形螺栓(7)芯部，平頂蓋(3)上周向均布安裝內(nèi)圈壓緊螺栓(6)、內(nèi)壓桿(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:D形螺栓(7)螺紋孔3/4開(kāi)在管箱筒體(13)端部上，另1/4開(kāi)在平頂蓋(3)上，平頂蓋(3)上周向均布安裝內(nèi)圈壓緊螺栓(6)、內(nèi)壓桿(5)和外圈壓緊螺栓(8)、外壓桿(9)05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:平頂蓋(3)組件的環(huán)向定位采用D形定位銷(xiāo)(32)，即沿普通定位銷(xiāo)軸向削去1/4圈弧長(zhǎng)，其橫截面呈“D”形，定位孔的3/4可開(kāi)在平頂蓋(3)或管箱筒體(13)端部上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:外密封墊片(12)為纏繞墊或波齒復(fù)合墊或不銹鋼C形密封環(huán)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D形螺栓U形管式高壓換熱器，其特征在于:管板(18)與管箱筒體(13)之間設(shè)有內(nèi)密封墊片(19)，管板(18)與分程箱(15)之間設(shè)有墊片(17)。
【專(zhuān)利摘要】D形螺栓U形管式高壓換熱器，主要用于解決現(xiàn)有的螺栓法蘭式換熱器、Ω密封環(huán)換熱器、螺紋鎖緊環(huán)換熱器及隔膜密封換熱器所存在的問(wèn)題。在管箱筒體(13)端部設(shè)有平頂蓋(3)，兩者之間通過(guò)一圈偏心均布的D形螺栓(7)連接以承受軸向力。D形螺栓可固定在平頂蓋或管箱筒體端部約3/4螺紋孔中，外密封墊片(12)可選擇纏繞墊、波齒復(fù)合墊或不銹鋼C形密封環(huán)。平頂蓋上設(shè)有內(nèi)圈壓緊螺栓(6)和外圈緊螺栓(8)，管箱筒體凹槽內(nèi)設(shè)有內(nèi)部螺栓(29)，內(nèi)圈壓緊螺栓與內(nèi)部螺栓均能提供內(nèi)密封墊片(19)密封力，外圈壓緊螺栓提供外密封墊片密封力。本裝置主要用于石油煉制加氫處理工藝的換熱過(guò)程。
【IPC分類(lèi)】F28D7/06, F28F11/02, F28F9/26
【公開(kāi)號(hào)】CN104913667
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510340382
【發(fā)明人】陳平, 羅聰, 徐雪倩, 周淑敏
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日