[发明专利]U形管换热器

说明书

本公开涉及一种U形管换热器，包括壳体和管板，管板将壳体分隔成具有第一入口和第一出口的第一腔室和具有第二入口和第二出口的第二腔室，第二腔室内设置有多个U形换热管，U形换热管的入口端和出口端分别安装于管板上并与第一腔室连通，第一腔室内设置有液流管道，液流管道的入口端与U形换热管的出口端连通，出口端与第一出口连通，在U形管换热器工作时，从第一入口进入第一腔室的流体依次经由U形换热管和液流管道并从第一出口流出，这样，管板及管箱设备法兰的周边，其金属壁的温度将由管程介质的入口温度决定，受热均匀，从而消除了管板及管箱设备法兰周边的温差应力。

技术领域

本公开涉及石油化工装置中的换热器技术领域，具体地，涉及一种管束集合式U形管换热器。

背景技术

在石油及化工领域中，U形管式换热器的应用非常普遍。管壳式换热器一般采用卧式或立式放置，介质分别存在于管程和壳程。在相关技术中，管壳式换热器的一个特点是，在管箱中存在分程隔板，使管程的流体介质成强制流动，入口介质和出口介质分隔开来。

在管程进出口介质温差较大的场合，传统的U形管换热器存在有明显的缺点：分程隔板两侧的管板、设备法兰的金属温差较大，使得管板、设备法兰容易发生变形，分程隔板也容易发生翘曲，导致在设备法兰处、分程隔板处的密封失效，换热管和管板的连接焊缝也容易开裂。

发明内容

本公开的目的是提供一种U形管换热器，能够消除管板及管箱设备法兰周边的温差应力。

为了实现上述目的，本公开提供一种U形管换热器，包括壳体和管板，所述管板将所述壳体分隔成具有第一入口和第一出口的第一腔室和具有第二入口和第二出口的第二腔室，所述第二腔室内设置有多个U形换热管，所述U形换热管的入口端和出口端分别安装于所述管板上并与所述第一腔室连通，所述第一腔室内设置有液流管道，所述液流管道的入口端与所述U形换热管的出口端连通，出口端与所述第一出口连通，在所述U形管换热器工作时，从所述第一入口进入所述第一腔室的流体依次经由所述U形换热管和所述液流管道并从所述第一出口流出。

可选地，所述液流管道包括集合部和管道部，所述集合部安装于所述管板上并与所述U形换热管的出口端连通；所述管道部一端与所述集合部连通，另一端与所述第一出口连通；所述集合部的管径大于所述管道部的管径。

可选地，所述集合部包括圆筒壳和凸形封头，所述圆筒壳用于安装在所述管板上，并与所述U形换热管的入口端连通；所述凸形封头朝向所述管道部的一侧向外凸出，并与所述管道部连通。

可选地，所述液流管道上设置有膨胀节。

可选地，所述液流管道的外周壁上套设有第一隔热件。

可选地，所述第一隔热件包括第一金属套圈和第一非金属隔热层，其中，所述第一金属套圈套设于所述第一非金属隔热层的外侧，所述第一非金属隔热层贴靠在所述液流管道的外周壁上。

可选地，所述第一隔热件沿所述液流管道的轴向覆盖整个所述液流管道的外周壁。

可选地，所述液流管道构造为直管状，进出所述液流管道的流体与所述液流管道的轴线在一条直线上。

可选地，所述U形管换热器还包括设置在所述U形换热管内周壁上的第二隔热件。

可选地，所述第二隔热件包括第二金属套圈和第二非金属隔热层，其中，所述第二金属套圈套设于所述第二非金属隔热层的外侧，所述第二非金属隔热层贴靠在所述U形换热管的内周壁上。

可选地，所述第二隔热件设置在所述U形换热管的入口端与所述管板的连接处。

可选地，所述管板上开设有用于安装所述U形换热管的入口端和出口端的多个管孔，所述管孔在所述管板上呈放射状同心圆分布和/或呈矩阵分布。