[发明专利]一种管壳式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工领域中的换热器技术，特别是一种以玻璃钢做外壳和以石墨或耐腐蚀材料做换热管的管壳式换热器，国际专利分类号拟为Int.Cl.F28D 7/00(2006.01)。

背景技术

管壳式换热器主要包括外壳、换热管和管板等零部件。在管壳式换热器的外壳、换热管与管板的组配连接及密封方式上有以下几种情形：对于金属管壳式换热器而言，其换热管与管板都是同一种金属材料，因而采用焊接、胀接、胀焊接合、钎焊等方法组配连接；对于石墨管壳式换热器而言，其换热管与管板都使用石墨材料，因而采用粘接、活接头连接等方法组配连接。显然，这种焊接或粘接的换热管与管板的连接方式，对于换热管的保养、维修和更换会带来不少麻烦。

中国专利ZL94216276.5公开了一种无粘接列管式石墨换热器。其提出了一种石墨壳管壳式换热器中换热管与管板的连接方式，特点是每根石墨管(换热管)与花板(管板)连接的端头连接处设置有弹性密封环，实现石墨换热管与花板为可拆卸弹性密封固结连接，工作温度有较大幅度提高，可达200℃，同时换热管的维修更换方便。但这一方法由于依靠弹性密封环的径向弹性达到管板与换热管之间的密封，换热器的管内与管外仅有弹性密封环阻隔，没有其他约束，因而不能承受换热器内更高的温度，密封效果差。

众所周知，金属管壳式换热器具有机械强度好，易于加工和使用等优点，但为了防止某些介质对换热器的腐蚀，工业生产中常用的金属管壳式换热器不得不采用贵重金属(一般为钛金属)制造，从而导致换热器价格昂贵。为了降低换热器的造价，人们就努力寻求贵重金属的代用材料，例如石墨。石墨管壳式换热器虽然价格低廉，但其机械强度差，不利于加工和使用。如果采用其它材料，则会产生难于解决的非石墨材料管板与石墨换热管异种材料之间的组配连接及密封问题。例如，中国专利ZL01246475.9公开的一种列管式石墨管换热器。其特点是管板用碳钢或不锈钢制成，管板和壳体焊接在一起，石墨管两端插入管板的部分由中空圆柱形橡胶套密封，可以使列管式石墨管换热器的最高工作压力由0.5MPa提高到1.2MPa以上。然而这一试图解决管板换热管异种材料之间连接密封的方法，同样由于换热器的管内与管外也仅有中空圆柱形弹性密封环，没有结构上的改变，因而不能承受换热器内更高的压力，密封效果不理想。因此，管壳式换热器的结构、材料和功能与其价格之间长期以来处于一种两难境地，似乎不可兼得。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种管壳式换热器，该换热器具有高强度的外壳、简单的结构，经济的价格和良好的密封，适用于高温高压换热器使用，同时方便换热管的维修更换和提高使用寿命长。

本发明解决所述换热器技术问题的技术方案是：设计一种管壳式换热器，包括按常规数量和方法装配的外壳、封头、管板、换热管、折流板、拉杆和管箱，其特征在于所述管板的中心开有阶梯形圆孔，阶梯形圆孔的大直径处带有内螺纹，小直径处与所述换热管的直径相匹配；与所述阶梯形圆孔的大直径处配合有带外螺纹的压盖，压盖的轴向中心也开有与所述换热管直径相匹配的圆孔；在所述阶梯形圆孔的台阶上与所述压盖的下端面之间安装有弹性密封圈。

与现有技术相比，本发明管壳式换热器有以下优点：

1成本低。本发明管壳式换热器如果主要受压元件采用高强度玻璃钢制作，换热管采用石墨材质(或者贵重金属)制作，可使设备成本大大降低。粗略计算表明，本发明的管壳式换热器成本只是钛壳管壳式换热器的十分之一，与石墨管壳式换热器成本相差不多；

2.寿命长。本发明管壳式换热器与钛壳管壳式换热器的寿命相差无几；与石墨管壳式换热器相比，使用寿命可延长一倍；

3.性能高。本发明管壳式换热器的管内与管外之间不仅有弹性密封圈，而且设计了与弹性密封圈配合的压盖，大大提高了管板与换热管的密封性和约束性，因而可使换热器更适合于高温和高压条件下使用。

4.结构佳。本发明管壳式换热器结构简单，安装方便，检修、清理换热器简便，更换换热管容易，管理成本也低。所以，本发明管壳式换热器特别适用于工业化生产实际应用。

附图说明

图1为本发明管壳式换热器一种实施例的整体结构示意图。

图2为本发明管壳式换热器图1所示实施例中的I节点放大示意图。

图3为本发明管壳式换热器图1所示I节点处另一种实施例的结构示意图。

图4为本发明管壳式换热器图1所示I节点处又一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：