一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，具有氨蒸發(fā)室、熱端管箱、冷端管箱和換熱管，所述氨蒸發(fā)室包括外殼和中間隔板，所述熱端管箱包括熱端主管板、熱端管箱筒體、熱端端部密封結(jié)構(gòu)和熱端內(nèi)管管板，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒體、冷端端部密封結(jié)構(gòu)和冷端內(nèi)管管板，所述換熱管由外管和內(nèi)管組成，所述內(nèi)管的一端與熱端內(nèi)管管板固定連接，另一端與冷端內(nèi)管管板固定連接，所述冷端內(nèi)管管板的外圓面上具有環(huán)形臺(tái)階，環(huán)形臺(tái)階上設(shè)有環(huán)形密封圈，所述冷端內(nèi)管管板的外側(cè)面上裝有環(huán)形擋板。本實(shí)用新型的內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板固定連接，加工容易、密封可靠，裝配方便且裝配時(shí)不會(huì)損壞O形密封圈。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器。
【背景技術(shù)】
[0002]組合式氨冷器是氨合成系統(tǒng)中氨分離工段的多功能換熱設(shè)備，它代替了以往傳統(tǒng)的常規(guī)流程中的I級(jí)氨冷器、Π級(jí)氨冷器、冷交換器，可以使氨合成塔出來(lái)的經(jīng)過(guò)余熱回收、水冷冷卻后的合成氣，在組合式氨冷器一臺(tái)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多級(jí)冷卻、使氨組份冷凝，并且回收氨分離器出來(lái)的循環(huán)氣的冷量。采用組合式氨冷器可以減少氨合成系統(tǒng)的高壓設(shè)備臺(tái)數(shù)，減少設(shè)備之間的高壓連接管線，減少占地面積，節(jié)省投資，還可以減少系統(tǒng)的阻力降，降低生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)力消耗及冷卻水消耗，既有利于節(jié)能降耗，又實(shí)現(xiàn)了因降低動(dòng)力消耗而減少二氧化碳的排放。所以，組合式氨冷器是氨合成系統(tǒng)中節(jié)能減排的替代設(shè)備。
[0003]組合式氨冷器是一臺(tái)多股流換熱器，管程為高壓，換熱管由同心的外管和內(nèi)管組成，內(nèi)管將外管內(nèi)的空間分隔為徑向的中心通道和環(huán)隙通道兩部分。組合式氨冷器的殼程是氨蒸發(fā)室，為了獲得較低的合成氣冷卻溫度，以便使合成氣中的氨組份盡可能多的冷凝并分離出來(lái)，一般將氨蒸發(fā)室沿軸向分隔為兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的蒸發(fā)腔，利用液氨的不同蒸發(fā)溫度將合成氣逐級(jí)冷卻。組合式氨冷器的管程由熱端管箱、冷端管箱，以及連通熱端管箱和冷端管箱的一組換熱管組成，熱端管箱和冷端管箱中各有一塊內(nèi)管管板，內(nèi)管管板將管箱內(nèi)的空間分為兩個(gè)腔，換熱管的外管與熱端管箱及冷端管箱的主管板連接，內(nèi)管與兩管箱中的內(nèi)管管板連接，內(nèi)管管板兩側(cè)的環(huán)隙通道腔及中心通道腔互不相通。
[0004]組合式氨冷器的工作過(guò)程為:從高壓水冷器過(guò)來(lái)的合成氣，進(jìn)入左側(cè)的熱端管箱的環(huán)隙通道腔，由換熱管的環(huán)隙通道從左向右流動(dòng)，首先被氨蒸發(fā)室第一腔內(nèi)的液氨冷卻降溫;氨蒸發(fā)室第二腔內(nèi)的液氨溫度比第一腔低，合成氣經(jīng)過(guò)第二腔的位置時(shí)，又被第二腔內(nèi)的液氨冷卻降溫。如果氨蒸發(fā)室被分隔為兩個(gè)以上的蒸發(fā)腔，氨蒸發(fā)室中各腔內(nèi)液氨的溫度從左往右逐級(jí)降低，合成氣到達(dá)冷端管箱時(shí)，溫度已經(jīng)降到最低，此時(shí)，合成氣中氨組份絕大部分已經(jīng)冷卻液化，然后匯集到右側(cè)的冷端管箱的環(huán)隙通道腔，含有液氨的合成氣離開(kāi)冷端管箱的環(huán)隙通道腔進(jìn)入氨分離器，使液氨與氣體分離。分離液氨后的氣體稱為循環(huán)氣，因?yàn)檠h(huán)氣的溫度很低，使循環(huán)氣回到冷端管箱的中心通道腔，由中心通道從右向左流動(dòng)，用于冷卻環(huán)隙通道內(nèi)的合成氣，其目的是回收循環(huán)氣的冷量。最后循環(huán)氣匯集到熱端管箱的中心通道腔后，送入循環(huán)氣壓縮機(jī)返回合成工段。
[0005]組合式氨冷器在運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)橥夤芘c內(nèi)管的管壁溫度不同，兩者在長(zhǎng)度方向上的熱膨脹量就不同，為了避免外管與內(nèi)管之間由于熱膨脹量不同而產(chǎn)生的溫差應(yīng)力使設(shè)備損壞，需要在內(nèi)管的一端與內(nèi)管管板之間采用既能密封又可以滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu))，以不影響內(nèi)管的軸向自由伸縮。現(xiàn)有的組合式氨冷器，熱端管箱及冷端管箱中的內(nèi)管管板都是固定的，內(nèi)管與熱端管箱中的熱端內(nèi)管管板之間采用固定連接，內(nèi)管與冷端管箱中的冷端內(nèi)管管板之間采用可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)連接，所采用的可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)為:在冷端內(nèi)管管板的每個(gè)管孔內(nèi)壁加工出O形密封圈槽，在每個(gè)槽內(nèi)放入O形密封圈，然后將內(nèi)管伸出冷端內(nèi)管管板的管孔，并從O形密封圈的內(nèi)孔中通過(guò)，使O形密封圈抱住內(nèi)管的外壁，防止冷端內(nèi)管管板兩側(cè)的氣體貫通，起到密封作用，而內(nèi)管在O形密封圈的內(nèi)孔中可以軸向滑動(dòng)。
[0006]在一種可拆式組合氨冷器的實(shí)用新型專(zhuān)利中(見(jiàn)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?201320878469.6)，冷端內(nèi)管管板與冷端管箱筒體之間采用填料密封結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然可以作為可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，但要使填料起到密封作用，需要用壓環(huán)將填料壓緊，壓緊后的填料與冷端內(nèi)管管板之間及與管箱筒體之間存在著很大的摩擦力，冷端內(nèi)管管板在冷端管箱內(nèi)是不能軸向滑動(dòng)的，所以該專(zhuān)利沒(méi)有把這種結(jié)構(gòu)作為可滑動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)待，只是作為一種可拆式結(jié)構(gòu)，而內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板之間的可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，也是采用上面所述的在冷端內(nèi)管管板的每個(gè)管孔內(nèi)壁加工出O形密封圈槽，在每個(gè)槽內(nèi)放入O形密封圈的結(jié)構(gòu)。
[0007]現(xiàn)有的技術(shù)存在的不足是:現(xiàn)有的組合式氨冷器，冷端管箱中內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板之間的可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，是在冷端內(nèi)管管板的每個(gè)管孔內(nèi)壁采用O形密封圈的密封結(jié)構(gòu)。第一，由于一臺(tái)組合式氨冷器中內(nèi)管的根數(shù)比較多，要在每個(gè)管孔的內(nèi)壁加工出O形密封圈槽，并且由于O形密封圈槽的尺寸精度要求較高，所以加工過(guò)程費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且采用普通機(jī)床加工內(nèi)管管板上成百上千的管孔內(nèi)壁的O形密封圈槽，所有的O形密封圈槽的尺寸精度難以做到一致，當(dāng)有少數(shù)O形密封圈槽的尺寸發(fā)生超差時(shí)，將影響O形密封圈的密封性能，容易造成泄漏，影響設(shè)備的正常運(yùn)行;第二，這種可滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，在裝配時(shí)，要在每個(gè)管孔內(nèi)壁的O形密封圈槽內(nèi)放置O形密封圈，然后將內(nèi)管伸出冷端內(nèi)管管板的管孔，并從O形密封圈的內(nèi)孔中通過(guò)，使O形密封圈抱住內(nèi)管的外壁，整個(gè)裝配過(guò)程非常麻煩;第三，由于內(nèi)管的直徑比較小，所用的O形密封圈的截面直徑很小，內(nèi)管從O形密封圈的內(nèi)孔通過(guò)時(shí)，容易損壞O形密封圈，造成返工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板固定連接，加工容易、裝配方便、密封可靠，且裝配時(shí)密封圈不易損壞的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0010]—種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，具有氨蒸發(fā)室、熱端管箱、冷端管箱和換熱管，所述熱端管箱和冷端管箱分別安裝在氨蒸發(fā)室的兩端，所述氨蒸發(fā)室包括外殼和中間隔板，所述熱端管箱包括熱端主管板、熱端管箱筒體、熱端端部密封結(jié)構(gòu)和熱端內(nèi)管管板，且所述熱端內(nèi)管管板與熱端管箱筒體固定連接，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒體、冷端端部密封結(jié)構(gòu)和冷端內(nèi)管管板，所述換熱管由外管和內(nèi)管組成，且所述冷端內(nèi)管管板設(shè)置在冷端管箱筒體內(nèi)，所述外管套裝在內(nèi)管的外面，所述內(nèi)管的一端伸入熱端管箱且與熱端內(nèi)管管板固定連接，另一端伸入冷端管箱，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:
[0011]所述內(nèi)管的另一端與冷端內(nèi)管管板固定連接，所述冷端內(nèi)管管板的外圓面上具有環(huán)形臺(tái)階，環(huán)形臺(tái)階上設(shè)有環(huán)形密封圈，所述冷端內(nèi)管管板的外側(cè)面上裝有環(huán)形擋板，環(huán)形擋板對(duì)環(huán)形密封圈軸向限位。
[0012]所述內(nèi)管的另一端與冷端內(nèi)管管板焊接連接。
[0013]所述內(nèi)管的另一端與冷端內(nèi)管管板脹接連接。
[0014]所述內(nèi)管的另一端與冷端內(nèi)管管板焊接加脹接連接。
[0015]所述環(huán)形密封圈為O型密封圈。
[0016]所述環(huán)形擋板通過(guò)螺柱和螺母固定在冷端內(nèi)管管板上。
[0017]本實(shí)用新型所具有的積極效果是:(I)由于內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板固定連接，且冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，將原來(lái)的每根內(nèi)管在冷端內(nèi)管管板的管孔內(nèi)單獨(dú)的滑動(dòng)，改為所有的內(nèi)管通過(guò)冷端內(nèi)管管板整體滑動(dòng)，同樣不影響內(nèi)管的軸向自由伸縮，因而不需要在冷端內(nèi)管管板的每個(gè)管孔內(nèi)壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省時(shí)。(2)在冷端內(nèi)管管板的外圓面上加工環(huán)形臺(tái)階比較方便，而且尺寸精度也容易保證，密封可靠，不會(huì)因?yàn)槌叽缇葐?wèn)題而造成泄漏，影響設(shè)備正常運(yùn)行；(3)裝配時(shí)，內(nèi)管與冷端內(nèi)管管板之間采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的固定連接，在冷端內(nèi)管管板的外圓面的環(huán)形臺(tái)階與冷端管箱筒體內(nèi)壁之間的空間放置O形密封圈很方便;(4)冷端內(nèi)管管板外圓面的直徑與內(nèi)管的直徑相比很大，所用的O形密封圈的截面直徑大，裝配時(shí)不會(huì)損壞O形密封圈，所以不會(huì)造成返工。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器的示意圖；
[0019]圖2是圖1中的冷端管箱中的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是冷端內(nèi)管管板的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖以及給出的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022]如圖1?3所示，一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，具有氨蒸發(fā)室1、熱端管箱2、冷端管箱3和換熱管4，所述熱端管箱2和冷端管箱3分別安裝在氨蒸發(fā)室I的兩端，所述氨蒸發(fā)室I包括外殼9和中間隔板10，所述熱端管箱2包括熱端主管板8、熱端管箱筒體6、熱端端部密封結(jié)構(gòu)5和熱端內(nèi)管管板7，且所述熱端內(nèi)管管板7與熱端管箱筒體6固定連接，所述冷端管箱3包括冷端主管板13、冷端管箱筒體15、冷端端部密封結(jié)構(gòu)16和冷端內(nèi)管管板14，且所述冷端內(nèi)管管板14設(shè)置在冷端管箱筒體15內(nèi)，所述換熱管4由外管11和內(nèi)管12組成，所述外管11套裝在內(nèi)管12的外面，且內(nèi)管12的一端伸入熱端管箱2并與熱端內(nèi)管管板7固定連接，另一端伸入冷端管箱3，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:
[0023]所述內(nèi)管12的另一端與冷端內(nèi)管管板14固定連接，所述冷端內(nèi)管管板14的外圓面上具有環(huán)形臺(tái)階14-1，環(huán)形臺(tái)階14-1上設(shè)有環(huán)形密封圈17，所述冷端內(nèi)管管板14的外側(cè)面上裝有環(huán)形擋板18，環(huán)形擋板18對(duì)環(huán)形密封圈17軸向限位。
[0024]所述內(nèi)管12的另一端與冷端內(nèi)管管板14固定連接的方式，可以是焊接連接，也可以是脹接連接，還可以是焊接加脹接連接。
[0025]所述環(huán)形密封圈17為O型密封圈。
[0026]所述環(huán)形擋板18通過(guò)螺柱19和螺母20固定在冷端內(nèi)管管板14上。
[0027]上述結(jié)構(gòu)使得冷端內(nèi)管管板14能在冷端管箱筒體15內(nèi)軸向滑動(dòng)，將原來(lái)的每根內(nèi)管12在冷端內(nèi)管管板14的管孔內(nèi)單獨(dú)的滑動(dòng)，改為所有的內(nèi)管12通過(guò)冷端內(nèi)管管板14整體滑動(dòng)，并且不影響內(nèi)管12的軸向自由伸縮。由于不需要在冷端內(nèi)管管板14的每個(gè)管孔內(nèi)壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省時(shí)。在冷端內(nèi)管管板14的外圓面上加工環(huán)形臺(tái)階比較方便，而且尺寸精度也容易保證，密封可靠，不會(huì)因?yàn)槌叽缇葐?wèn)題而造成泄漏，影響設(shè)備正常運(yùn)行。裝配時(shí)，內(nèi)管12與冷端內(nèi)管管板14之間采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的固定連接，在冷端內(nèi)管管板14的外圓面的環(huán)形臺(tái)階與冷端管箱筒體15內(nèi)壁之間的空間放置O形密封圈很方便。冷端內(nèi)管管板14外圓面的直徑與內(nèi)管12的直徑相比很大，所用的O形密封圈的截面直徑大，裝配時(shí)不會(huì)損壞O形密封圈，所以不會(huì)造成返工。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，具有氨蒸發(fā)室(I)、熱端管箱(2)、冷端管箱(3)和換熱管(4)，所述熱端管箱(2)和冷端管箱(3)分別安裝在氨蒸發(fā)室(I)的兩端，所述氨蒸發(fā)室(I)包括外殼(9)和中間隔板(10)，所述熱端管箱(2)包括熱端主管板(8)、熱端管箱筒體(6)、熱端端部密封結(jié)構(gòu)(5)和熱端內(nèi)管管板(7)，且所述熱端內(nèi)管管板(7)與熱端管箱筒體(6)固定連接，所述冷端管箱(3)包括冷端主管板(13)、冷端管箱筒體(15)、冷端端部密封結(jié)構(gòu)(16)和冷端內(nèi)管管板(14)，且所述冷端內(nèi)管管板(14)設(shè)置在冷端管箱筒體(15)內(nèi)，所述換熱管(4)由外管(II)和內(nèi)管(12)組成，所述外管(II)套裝在內(nèi)管(12)的外面，且內(nèi)管(12)的一端伸入熱端管箱(2)并與熱端內(nèi)管管板(7)固定連接，另一端伸入冷端管箱(3)，其特征在于:所述內(nèi)管(12)的另一端與冷端內(nèi)管管板(14)固定連接，所述冷端內(nèi)管管板(14)的外圓面上具有環(huán)形臺(tái)階(14-1)，環(huán)形臺(tái)階(14-1)上設(shè)有環(huán)形密封圈(17)，所述冷端內(nèi)管管板(14)的外側(cè)面上裝有環(huán)形擋板(18)，環(huán)形擋板(18)對(duì)環(huán)形密封圈(17)軸向限位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，其特征在于:所述內(nèi)管(12)的另一端與冷端內(nèi)管管板(14)焊接連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，其特征在于:所述內(nèi)管(12)的另一端與冷端內(nèi)管管板(14)脹接連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，其特征在于:所述內(nèi)管(12)的另一端與冷端內(nèi)管管板(14)焊接加脹接連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，其特征在于:所述環(huán)形密封圈(17)為O型密封圈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷端內(nèi)管管板具有滑動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的組合式氨冷器，其特征在于:所述環(huán)形擋板(18)通過(guò)螺柱(19)和螺母(20)固定在冷端內(nèi)管管板(14)上。
【文檔編號(hào)】F28F11/02GK205537288SQ201620335933
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】倪永良, 王海范, 崔琴
【申請(qǐng)人】江蘇省化工設(shè)備制造安裝有限公司