[实用新型]螺纹锁紧环换热器防内漏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、化工和煤化工等领域的螺纹锁紧环换热器，具体地说涉及一种螺纹锁紧环换热器防内漏装置。

背景技术

石油、化工和煤化工领域的加氢装置高压换热器通常采用螺纹锁紧环结构，该结构的管程和壳程之间通过一个内垫片实现密封，内垫片的密封压力由内部螺栓通过内套筒施加。在开、停工阶段或操作中温度出现波动时，由于内套筒和管板等内件与外部壳体的热膨胀和冷收缩量不同，造成内垫片上的密封压力不稳定，因而造成内垫片表面密封压力不足或垫片失效，产生内部泄漏，影响生产效率和产品质量；严重时导致反应器温度剧烈变化，影响安全。内漏通常为壳程侧的介质泄漏至管程侧，通常采用回弹性好的内垫片，增大内套筒的弹性并采用合理的水压试验，可以降低发生内漏的倾向，但这并不能从根本上解决内漏问题。

近年来由于加氢装置大型化，高压换热器规格大型化，换热器管箱内件和壳体的热膨胀差最高可达1.5mm～2.5mm，而目前任何类型的内垫片的回弹性能都无法补偿这一膨胀差，因而导致严重的内部泄漏。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的内漏问题，本实用新型提供了一种螺纹锁紧环换热器防内漏装置。

本实用新型提供的螺纹锁紧环换热器防内漏装置主要由内套筒盖、内套筒、压环、锁紧螺栓、填塞材料、套环、管板、内垫片、分合环、内部螺栓和管箱组成；管箱内壁上加工有密封台阶面，密封台阶面将管箱内部分为内直径大小不同的两段；管板横贯于管箱内部密封台阶面附近，将管箱内部空间分为管程侧和壳程侧,管板位于密封台阶面附近内直径较大一侧；管板面向壳程侧的表面外缘加工成的环形密封面与管箱上的密封台阶面相对，环形密封面与密封台阶面之间的空隙形成环形密封间隙，环形密封间隙内安装内垫片以实现密封；管板面向管程侧的表面外缘由内部螺栓顶紧，内部螺栓另一端通过分合环上的轴向内部螺栓孔旋紧；分合环为截面为近似矩形的环状，卡在管程侧内壁上周向加工形成的截面为矩形的环形槽内；分合环内圈一部分突出到管程侧的内部，其上加工出轴向的内部螺栓孔，分合环远离管板一侧依次设置压环、内套筒、内套筒盖；套环位于分合环和压环内环面之内，套环外壁与压环内壁之间的环形缝隙内塞有填塞材料，并用径向锁紧螺栓锁紧。

作为本发明的一种改进,管板可制成环形密封面部分薄、中间厚的带环形台阶的饼状，中间厚的部分向壳程侧突出，突出部分直径与壳程侧的内直径相配合。

作为本实用新型的改进结构,分合环可采用其他任何能卡在管箱环形槽内、并实现内部螺栓旋紧的结构。

管箱、管板、分合环、内部螺栓和内垫片等组件更详细的结构和尺寸根据换热器的设计需要进行确定；其材质根据换热器的使用条件确定，通常管箱为低Cr-Mo低、中合金钢，管板、分合环和内套筒为18-8型不锈钢，内部螺栓为18-8型不锈钢或Ni基合金是合理的选材。

本实用新型作用机制的要点为：用内部螺栓直接顶紧在管板上，而不通过内套筒，有效地减小内部螺栓轴向固定位置到管箱内部密封台阶面的距离；这样可将影响管、壳程之间密封的热膨胀差降低到原来的1/3～1/2倍。结合合理的螺栓设计，选用回弹能力好的内垫片，达到控制内漏的目的。

采用本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型可适用于直径为：700mm～2000mm，管、壳程压力差为：-6.0MPa～6.0MPa，操作温度低于或等于500℃的内套筒形式换热器。

2)当换热器从水压试验的常温升高到最高操作温度时，原结构螺纹锁紧环换热器内部螺栓通过内套筒压紧管板，影响内垫片密封的热膨胀差可达1.5mm～2.5mm；本实用新型直接用内部螺栓顶紧管板，影响内垫片密封的热膨胀差可以降到0.5mm～1.0mm。采用合理的内部螺栓设计和选用回弹较好的内垫片，有可能完全补偿这一热膨胀差，阻止换热器的内漏。

3)即使内部螺栓、内垫片不能完全补偿0.5mm～1.0mm的热膨胀差；采用本实用新型，减小了影响内垫片密封的热膨胀差，加之使用合理的内垫片，必然可以使换热器在更大的温度波动条件下使用，保证在更苛刻的条件下换热器不发生内泄漏。

本实用新型减小了影响内垫片密封的热膨胀差，并采用弹性较好的垫片，能够避免或至少可以极大地减小内泄漏。

附图说明

图1为本实用新型提供的螺纹锁紧环换热器防内漏装置的一种结构示意图。