天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種天然氣調(diào)壓站用換熱器，具體為天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣調(diào)壓站是燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠的重要組成部分，它是天然氣的主要處理系統(tǒng)，直接影響到燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)型，其中換熱器的安全可靠運(yùn)行有著非常重要的作用。
[0003]上游供氣末站提供的天然氣壓力如果高于燃?xì)廨啓C(jī)需要的壓力，需要對(duì)天然氣進(jìn)行降壓?？紤]到上游天然氣管路的溫降以及天然氣調(diào)壓后在焦耳湯普森效應(yīng)作用下的溫降，為避免因天然氣溫度過(guò)低引發(fā)結(jié)露并損傷燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)入口天然氣溫度應(yīng)滿足一定要求。因此，調(diào)壓站需要配置換熱器對(duì)天然氣進(jìn)行加熱，以保證在冬季上游來(lái)氣溫度過(guò)低時(shí)下游燃?xì)廨啓C(jī)入口處天然氣溫度高于烴露點(diǎn)和水露點(diǎn)，并有一定的過(guò)熱度而不發(fā)生結(jié)Mo
[0004]對(duì)于天然氣的預(yù)熱，一般采用管殼式換熱器，加熱介質(zhì)為電廠內(nèi)的輔助蒸汽(低壓過(guò)熱蒸汽)或高溫?zé)崴鳛榧訜峤橘|(zhì)，由于天然氣側(cè)的壓力通常高于輔助蒸汽(高溫?zé)崴?的壓力，則存在天然氣泄漏到輔助蒸汽系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]目前在燃?xì)怆姀S由于天然氣泄漏至蒸汽加熱(熱水加熱)系統(tǒng)引起的事故已有多起，人們已經(jīng)意識(shí)到天然氣泄漏至蒸汽加熱(熱水加熱)系統(tǒng)后造成的危害，正積極研究可行性方案進(jìn)行解決。
[0006]為避免天然氣發(fā)生泄漏進(jìn)入蒸汽加熱(熱水加熱)系統(tǒng)而引起天然氣爆炸事故，目前最常用的是采用雙管式換熱器。雙管式換熱器主要從國(guó)外進(jìn)口，其原理為換熱器管束為雙層套管，內(nèi)管與外管之間貼合開螺旋槽或者兩層管間留有環(huán)形間隙。如果運(yùn)行中換熱器冷卻管束發(fā)生泄漏，天然氣首先泄漏至雙層套管的螺旋槽或中間夾層，隨著天然氣泄漏量的增大，螺旋槽或中間夾層壓力升高，在達(dá)到設(shè)定的壓力值時(shí)開關(guān)動(dòng)作并報(bào)警，提醒維護(hù)人員對(duì)冷卻器進(jìn)行檢查，因此雙管式換熱器即使在一層管束泄漏后也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)安全性造成影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的管殼式換熱器由于存在較大的壓力差，存在天天氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，而安全性較高的雙管式換熱器主要是國(guó)外進(jìn)口，費(fèi)用比較高，傳熱效率較低，為解決上述問題，提供一種天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器。
[0008]本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:
[0009]天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，包括換熱器殼體，換熱器殼體上設(shè)置有殼程管板和管程管板，殼程管板和管程管板上設(shè)置有換熱管，換熱管為內(nèi)波紋翅片管，殼程管板和管程管板之間設(shè)置有放空回收裝置。
[0010]內(nèi)波紋翅片管為雙層套管結(jié)構(gòu)，雙層套管分別為內(nèi)管和外管，內(nèi)管和外管之間采用翅片連接，翅片為波紋翅片。
[0011]放空回收裝置是指殼程管板和管程管板之間采用短節(jié)連接形成密閉的隔腔，隔腔上設(shè)置有放凈口和排空口，放凈口和排空口上設(shè)置有截止閥。
[0012]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型換熱管采用內(nèi)波紋翅片管，大大的提高換熱效率，在殼程管板和管程管板之間設(shè)置有放空回收裝置，用來(lái)收集滲漏出來(lái)的介質(zhì)，還可以用來(lái)供日常定期檢查預(yù)防事故用，不僅可以滿足用戶的需求，大量節(jié)約成本，還能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是雙管板換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是換熱管簡(jiǎn)化示意圖。
[0015]圖3是圖2剖視圖。
[0016]其中，I是管程管板;2是殼程管板;3是內(nèi)管;4是外管;5是翅片。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-圖3所示，天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，包括殼程管板2和管程管板I，換熱管與殼程管板2和管程管板I連接。內(nèi)波紋翅片管為雙層套管結(jié)構(gòu)，雙層套管分別為內(nèi)管3和外管4。內(nèi)管3和外管4之間采用翅片5連接，翅片5為波紋翅片。
[0018]殼程管板2和管程管板I設(shè)置之間有放空回收裝置。放空回收裝置是指殼程管板2和管程管板I之間采用短節(jié)連接形成密閉的隔腔，隔腔上設(shè)置有放凈口和排空口，放凈口和排空口上設(shè)置有截止閥。
[0019]管程管板I與換熱管的連接采用采用強(qiáng)度焊加貼脹，殼程管板2與換熱管采用強(qiáng)度脹接的連接方式。
[0020]管程管板I和殼程管板2之間由短節(jié)連接在一起，形成一個(gè)密閉的空間，稱為隔腔(聚液殼或積液程)。隔腔用來(lái)收集滲漏出來(lái)的介質(zhì)，在隔腔上應(yīng)設(shè)放凈口和排氣口，并配有截止閥，形成放空回收裝置。
[0021 ]管程介質(zhì)為天然氣，殼程介質(zhì)為加熱蒸汽，為防止介質(zhì)混合，一般可在內(nèi)外管板間的空腔上增加放空回收裝置，供日常定期檢查預(yù)防事故以及在內(nèi)管板發(fā)生泄漏時(shí)排放，使得管殼程介質(zhì)切實(shí)被內(nèi)外兩層管板隔離。同時(shí)，可以通過(guò)從集液腔內(nèi)流出的介質(zhì)可以判斷出是管程泄漏還是殼程泄漏。
[0022]本實(shí)用新型采用換熱器中設(shè)置波紋翅片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
[0023]1、總傳熱系數(shù)大，換熱性能好
[0024]天然氣、水換熱有一個(gè)特點(diǎn)，即天然氣導(dǎo)熱系數(shù)低，一般在-200C- 60 °C時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.020w/ (m‘k)?0.039w/ (m.k)，而水的導(dǎo)熱系數(shù)在10 °C?100 °C時(shí)為0.57w/m-k?0.68w/ m-k，二者之間相差10 - 20倍。在常規(guī)的管殼式換熱器中，換熱壁兩側(cè)面積基本相等，導(dǎo)熱面積基本相同，而管程殼程介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)不同，從而導(dǎo)致熱交換不平衡，使得總傳熱系數(shù)低，熱交換效果不佳，造成能源的浪費(fèi)。
[0025]采用內(nèi)波紋翅片換熱管的換熱器即針對(duì)上述情形采用了管內(nèi)加裝內(nèi)展翅片5的形式，增加了管程的二次換熱面積，并使氣體側(cè)的傳熱得到了強(qiáng)化。經(jīng)計(jì)算并通過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，翅片5加在熱阻大(即加在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小)的一側(cè)對(duì)改善傳熱更加有利，同時(shí)不會(huì)帶來(lái)流體流動(dòng)阻力的顯著增加。傳熱壁兩側(cè)的熱阻(即兩側(cè)的流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))相差越大，在熱阻大(表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小)的一側(cè)加裝翅片5而產(chǎn)生的強(qiáng)化換熱效果越顯著。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)用新型的換熱效果比列管式換熱器高20個(gè)百分點(diǎn)以上。
[0026]2、節(jié)水效果顯著
[0027]由于在換熱管內(nèi)使用了內(nèi)展翅片5，使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小的一側(cè)(空氣側(cè))換熱面積加大，一般管內(nèi)側(cè)總面積與管外側(cè)面積的比值為8:1，有效地解決了兩種相互交換熱量的流體導(dǎo)熱系數(shù)相差較大的而產(chǎn)生的熱交換不平衡問題，提高了總傳熱系數(shù)，從而使換熱效率大幅度，節(jié)水效果顯著。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)用新型與列管式換熱器、外展翅片管換熱器相比，節(jié)水率在50 %以上。
[0028]3、不易污塞，便于用戶維修設(shè)備
[0029]近幾年來(lái)的許多研究都集中在換熱器的污垢問題上，因?yàn)槲酃笇?duì)換熱器的傳熱效果具有較大的影響。在本實(shí)用新型中，潔凈的天然氣走管程，管程內(nèi)允許壓力較大，允許通過(guò)速度較高，無(wú)污垢沉積;加熱水走殼程，污垢的形成在管壁外側(cè)，使用戶對(duì)換熱器的清洗十分方便。
[0030]4、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小
[0031]由于本實(shí)用新型采用管內(nèi)加裝翅片技術(shù)，使得整臺(tái)設(shè)備的體積大大減小，一般為常規(guī)換熱器體積的75 %左右，為雙管換熱器的50%左右，使其占地面積也相應(yīng)減小。
[0032]5、結(jié)論
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型由于具有總傳熱系數(shù)高，節(jié)水效果顯著，不易污塞，體積小，成本低，維修、維護(hù)方便等特點(diǎn)，對(duì)于我國(guó)工業(yè)企業(yè)降低能源消耗，節(jié)約能源，節(jié)約水資源具有重大意義。
[0034]綜上，天然氣調(diào)壓站用雙管板高效換熱器代替雙管換熱器，既能達(dá)到雙管換熱器的安全效果(有效避免天然氣和加熱蒸汽的串漏)、顯著降低換熱器的成本(換熱效率大幅提高)，而且能夠選擇國(guó)內(nèi)制造廠商進(jìn)行生產(chǎn)，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，包括換熱器殼體，換熱器殼體上設(shè)置有殼程管板和管程管板，殼程管板和管程管板上設(shè)置有換熱管，其特征在于:換熱管為內(nèi)波紋翅片管，殼程管板和管程管板之間設(shè)置有放空回收裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，其特征在于:內(nèi)波紋翅片管為雙層套管結(jié)構(gòu)，雙層套管分別為內(nèi)管和外管，內(nèi)管和外管之間采用翅片連接，翅片為波紋翅片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，其特征在于:放空回收裝置是指殼程管板和管程管板之間采用短節(jié)連接形成密閉的隔腔，隔腔上設(shè)置有放凈口和排空口，放凈口和排空口上設(shè)置有截止閥。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種天然氣調(diào)壓站用換熱器，具體為天然氣調(diào)壓站用高效雙管板換熱器，包括換熱器殼體，換熱器殼體上設(shè)置有殼程管板和管程管板，殼程管板和管程管板上設(shè)置有換熱管，換熱管為內(nèi)波紋翅片管，殼程管板和管程管板之間設(shè)置有放空回收裝置。本實(shí)用新型換熱管采用內(nèi)波紋翅片管，大大的提高換熱效率，在殼程管板和管程管板之間設(shè)置有放空回收裝置，用來(lái)收集滲漏出來(lái)的介質(zhì)，還可以用來(lái)供日常定期檢查預(yù)防事故用，不僅可以滿足用戶的需求，大量節(jié)約成本，還能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
【IPC分類】F28D7/00, F28F27/00, F28F1/42, F28D7/10
【公開號(hào)】CN205262256
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521095255
【發(fā)明人】盧紅升, 李俊, 李斌, 林喜振, 高巖
【申請(qǐng)人】華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日