[发明专利]双管板式换热器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种应用在新能源、节能环保、石油、化工、制药和电力等行业进行热量交换的双管板式换热器的制造方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，新能源、节能环保、石油、化工、制药和电力等行业对进行热量交换的管板式换热器要求越来越高，换热器的工作压力达到3.2MPa，工作温度达到350-400℃，换热器的筒体直径要达到2.6m以上，其长度要达到6m以上，筒体的厚度需达到50mm以上。

同时在进行换热过程中所采用的换热介质常常具有腐蚀性，例如在多晶硅的生产过程中，筒体中的介质常常为氯硅烷气体，换热管中的介质为冷冻盐水。因此一般碳钢结构的筒体虽然能满足压力和工作温度的要求，但是其耐腐蚀性能不能满足生产的需求；如果筒体全部采用不锈钢制造，虽然能满足耐腐蚀性能和工作温度的要求，但是不满足强度要求，筒体的厚度就必须达到50mm以上。由于不锈钢的价格比较昂贵，这样其成本就会大幅度提高，为采用普通碳钢生产时的2-3倍，一般的生产厂家接受不了，所以采用不锈钢复合碳钢的复合板材料可同时解决以上难题。

另外一般单管板式换热器的管板和换热管之间先采用胀接后再进行焊接，在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，还会出现管板上的换热管管口泄漏，以及焊接裂纹等。单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处。焊接收弧时留有气体，有砂眼存在。

单管板式换热器长时间工作后，由于换热介质氯硅烷气体的压力较高，腐蚀性的换热介质氯硅烷气体会从胀接部位慢慢渗透到焊接部位，对焊接部位进行腐蚀，导致腐蚀性换热介质进入换热管内，一方面会影响介质的纯度，另一方面一旦两种介质发生化学反应，例如上述多晶硅的生产过程中氯硅烷气体渗漏到盐水中，会生产盐酸，这样会加快管板和换热管的腐蚀，大大降低了换热器的使用寿命，如果两种介质化学反应生成大量的气体，就会发生爆炸现象，存在严重的安全隐患。

为了解决换热器由于换热管泄漏，使管程和壳程的介质相互混合的技术问题，现有技术提供了一些解决方案。如中国专利CN200720143337.3双壁套管换热器，包括外管，在外管内设有换热管，换热管的管壁由外层壁和内层壁构成，外层壁和内层壁固定连接在一起，外层壁和内层壁之间的连接方式为过盈配合，外层壁和内层壁的内外表面都设有螺纹。

这种双壁套管换热器，虽然可以解决换热管破裂时管程和壳程介质泄漏的问题，但是在换热管和管板接头处可能发生的腐蚀和泄漏问题仍然没有得到解决。虽然泄漏后的介质不会混合，但是并没有减小泄漏的可能性。且泄漏到外层壁和内层壁之间的介质无法导出，而两层壁的设计必然会导致换热管的换热效率降低。因此现有技术仍然没能很好的解决换热管连接接头泄漏的技术问题，仍有改良的必要。

发明内容

本发明提供一种双管板换热器的制造方法，以解决上述背景技术中存在的焊接部分容易腐蚀泄漏的技术问题，并进一步解决提高换热器换热效率，满足筒体耐腐蚀和控制成本的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种双管板换热器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将管箱零部件焊接制成左侧管箱和右侧管箱，将焊接成的左侧管箱和右侧管箱进行热处理，对左侧管箱和右侧管箱进行热处理时，入炉温度≤400℃，加热速度50-160℃/h，加热至620℃±20℃，保温后随炉冷却至400℃以下；所述保温的时间最短为：当壁厚L≤50mm时，最短的保温时间为L/25h且不小于0.25h；当壁厚L＞50mm时，最短的保温时间为[2+0.01(L-50)]h；在热处理后对法兰密封面进行二次精加工；

(2)在一对内侧管板、一对外侧管板和多块折流板上加工供换热管穿过的管孔，折流板上还需要加工供拉杆和定距管穿过的通孔，其中把所述内侧管板、外侧管板和折流板按所钻管孔的方向顺序叠置并用换热管逐孔预穿；

(3)将拉杆一端先固定于所述一对内侧管板中的一块内侧管板上，然后逐一穿过多块折流板，并在各折流板之间套设用以限定距离的定距管；拉杆的装套方法为依次套设定距管、折流板、定距管、折流板，拉杆末端用两只螺母紧固于一块折流板上；再将加工并检验合格的换热管逐根穿过各折流板和所述一块内侧管板的管孔，换热管与该块内侧管板之间保持垂直；

(4)将筒体套装在换热管的外侧，和所述一块内侧管板进行点固焊，再将所述一对内侧管板中的另一块内侧管板套装在所述换热管上，点固焊在所述筒体的另一端，然后对所述一对内侧管板和筒体之间进行焊接；所述筒体由不锈钢板和低合金钢板进行爆炸复合，然后卷圆焊接制成；所述筒体外层为低合金钢板，为40mm-60mm厚；所述筒体内层为不锈钢板，为3mm-6mm厚；