[实用新型]一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构

说明书

本实用新型提供一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构，包括球封头和碗形的管板，所述球封头的圆形球面与所述管板的碗口的一面连接，且连接处通过焊接密封，其特征所述球封头为球缺形状，且所述球封头的球中心位于所述管板上；本实用新型提供的一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构，球封头采用球缺结构，球封头中心落在管板上，即把管箱圆筒部位当作球封头受力位置，采取本实用新型所述的球封头与管板的连接结构制作的换热器，基本每一台设备可以节约成本约3.5～4万元，具有制造周期较短，制造难度较低，节省材料，密封效果好，制造成本较低等优点。

技术领域

本实用新型涉及换热器设备技术领域，尤其涉及一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构。

背景技术

换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一，在国民经济和工业生产领域中对产品质量、能量利用率以及系统的经济性起着举足轻重的作用。随着我国换热器产业规模的不断发展，产业的竞争也日益激烈。高效节能新产品的开发，成为企业在竞争中致胜的手段。综合分析换热器的成本构造，主要成本组成在管箱与管束部分，其中管束部分优化的难度非常大，因此管箱结构的设计对成本控制非常关键。管箱部分的结构设计思路是在强度足够的前提下满足用户的工艺要求，并且在结构设计方面尽可能的优化以节省材料、降低制造成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

1.设计参数及计算厚度

a)管程设计压力为31.4MPa，设计温度为50℃，设备直径DN1600mm一台用于合成氨系统的卧式水冷器。

b)球封头选用Q345R,查固容规表:60mm-100mm设计温度下[σ]^t＝181MPa，100mm-150mm设计温度下[σ]^t＝178MPa；管板选用20MnMo材质，查固容规表：设计温度下[σ]^t＝189MPa。

c)根据GB/T150-2011公式(3-8)计算得封头厚度δe＝75mm。考虑到冲压成型所需要的减薄量，该球封头所需实际下料厚度为90mm。

根据GB/T150-2011公式(3-1)计算得管板圆筒厚度δ＝148mm。

d)已知管板厚度经计算为450mm，材质为20MnMoIV锻件。

2.结构的重点和方案构思

高压换热器结构难点：由于球封头受力好，其球封头计算的厚度仅为等径圆筒厚度的一半，那么球封头与管板的连接过渡结构控制就是关键点。本实用新型采用的技术方案如下：

一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构，包括球封头和碗形的管板，所述球封头的圆形球面与所述管板的碗口的一面连接，且连接处通过焊接密封，所述球封头为球缺形状，且所述球封头的球中心位于所述管板上。

在其中一个实施例中，所述球封头的侧壁厚度为90毫米、内腔直径为1600毫米，所述管板的侧壁的厚度为460毫米、外径为1780毫米。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种新型的用于换热器的球封头与管板的连接结构，球封头采用球缺结构，球封头中心落在管板上，即把管箱圆筒部位当作球封头受力位置，采取本实用新型所述的球封头与管板的连接结构制作的换热器，基本每一台设备可以节约成本约3.5～4万元，具有制造周期较短，制造难度较低，节省材料，密封效果好，制造成本较低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的局部剖视结构示意图；

图2为现有的球封头与管板的连接结构的局部剖视结构示意图。

具体实施方式