[发明专利]热交换器壳体组件和装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器壳体组件和一种装配热交换器壳体结构的方法。

背景技术

管壳式热交换器是一种非直接接触式热交换器。热量在流经在热交换器壳体中延伸的管束的管(管侧)的流体与流经管外部的空间(壳侧)的流体之间传递。管壳式热交换器的细节可例如参见Perry’sChemical Engineers’Handbook，7^th edition，1997，McGraw-Hill Inc.，page 11-33 to 11-46(由McGraw-Hill公司1997年出版的、作者为Perry的《化学工程手册》(第七版)第11-33页和11-46页)。

管壳式热交换器可根据壳侧和管侧中的流体的回程数进行区分。在每一个回程，相应流体基本上沿着通常沿水平方向伸长的热交换器的整个长度流动。在多壳程中，流体流沿壳体长度来回蜿蜒流动多次。

热交换器壳体具有用于壳侧流体的入口和出口喷嘴。对于单壳侧回程的热交换器，入口喷嘴通常设置在壳体的一端，特别是设置在壳体顶部，出口喷嘴设置在相对端，特别是设置在底部。对于奇数个回程也是如此。在双壳程(或事实上偶数个)的情况下，入口和出口喷嘴适当地设置在同一端。

在翻新改进热交换器时，例如为了改变用途或增强性能，可能希望调整回程的数目。例如，如果要安装带有包括扩展的金属折流板的横向支承体的管束，为了优化性能，可优选较大数目的壳侧回程。扩展的金属由被切开且被扩展的金属片制成。扩展的金属折流板例如从国际专利申请WO2003/067170、WO2005/015107和WO2005/061982获知，在此将上述国际专利申请引入作为参考，并且所述扩展的金属折流板在实践中证明具有显著的优点，比如，由于在壳侧流体中产生的湍流，结垢趋势较小、压降较低以及热传递增强。在跨越可用的壳程的横截面的扩展的金属折流板中，壳侧流体的流动是沿纵向的。在使用弓形折流板的传统热交换器中，即使具有一个壳侧回程，流也能沿着壳体内的主流动路径蜿蜒流动，使得壳侧流的有效长度大于壳体的纵向伸展长度。当使用扩展的金属折流板时，优选使用较大数目的壳侧回程以优化壳侧流动路径长度，特别是，可这样做是由于由扩展的金属折流板所引起的压降低。

当壳侧回程的数目要在奇数和偶数之间转换时会遇到问题，这是因为这样的话，喷嘴中的一个会不合适地定位。原则上，可设想从壳体的一端到另一端布置壳侧流体的内部流动路径。本发明的目的是提供一种允许改变壳侧回程数目的热交换器壳体装置。

发明内容

为此，本发明提供了一种热交换器壳体装置，包括在其下侧具有喷嘴的外壳体；位于外壳体内并且与外壳体一起形成中间空间的内壳体部件，该内壳体部件在其下侧具有开口；其中，该装置还包括布置成配合安装在中间空间中的密封件，所述密封件在开口和喷嘴之间为流体提供密封通道。

通过布置内壳体部件，可能利用中间空间将壳侧流体从一个壳体端引导至另一壳体端。在内壳体空间中将发生与管束的实际热交换，该内壳体空间需要相对于中间空间密封，否则，壳侧流体可能沿捷径路线流动，从而降低热交换效率。在内壳体部件和外壳体之间设置密封件以用于这种目的。优选地，密封件是一种重力密封件，其中密封力通过由内壳体部件施加在密封件上的重力来提供。特别地，密封件不与外壳体和内壳体部件中的至少一个连接，优选地，密封件既不与外壳体连接，也不与内壳体部件连接。这样使壳体装置的安装特别容易，因为密封件可在内壳体部件布置在外壳体内之后被推入中间空间，而且，通过降下内壳体以使得其重量适当地连同管束的重量一起为密封件施加密封力，就能简单地实现密封。而且，通过经由密封件使内壳体与外壳体不连接，可适应外壳体和内壳体部件之间的不同温度膨胀。

在一个合适的实施例中，密封件是具有上表面和下表面的板，所述上表面和下表面布置成围绕喷嘴和开口与外壳体和内壳体相符，所述板优选在上表面和/或下表面处包括垫圈。

在一个特别的实施例中，喷嘴形成外壳体的第一喷嘴，开口形成内壳体部件的第一开口，外壳体进一步包括第二喷嘴，内壳体部件包括第二开口，第二喷嘴和第二开口布置成经由中间空间流体流通。

本发明还提供了一种装配热交换器的方法，包括：

提供在其底部具有喷嘴的外壳体和具有开口的内壳体部件；

将内壳体部件滑动到外壳体中以与外壳体一起形成中间空间并且到达使得开口处于喷嘴上方的位置；

将内壳体部件布置在外壳体中的升高位置；

将密封件滑动到中间空间中，所述密封件在开口和喷嘴之间为流体提供通道；以及

降下内壳体部件以使得施加在密封件上的重力起密封力的作用。