一種管式間壁換熱器換熱管的密封方法與流程
2023-09-18 13:38:40 2
本發明涉及管式間壁換熱器，具體涉及一種管式間壁換熱器換熱管的密封方法。
背景技術：
在管式間壁換熱器的套管換熱器、蛇管換熱器、列管換熱器製造中使用金屬材質的波紋管作為換熱管，其中，不鏽鋼材質波紋管使用最為廣泛，銅和鈦材質的波紋管使用的較少。其優點是耐腐蝕，撓性好，耐高低溫，耐壓力，流體在波紋管內流動形成渦流換熱均勻等。波紋管應用在間壁換熱器中，廣泛使用連接密封方式是焊接方式，具體的是把波紋管焊接在過渡接頭上，再把過渡接頭焊接密封在換熱器的殼體上，也有少數部分採用填料函方法密封在換熱器殼體上的。因為金屬材質波紋管管壁薄，所以存在焊接技術難度大，焊前和焊後複雜的工藝過程，還需要昂貴的焊接設備和熟練技術人員，焊接部位易洩漏，不易維修與清洗等困難和缺點。
技術實現要素：
針對上述金屬材質的波紋管管壁薄，存在的焊接技術難度大，焊前和焊後複雜的工藝過程，還需要昂貴的焊接設備和熟練技術人員，焊接部位易洩漏，不易維修與清洗等困難和缺點。本發明提供了一種管式間壁換熱器換熱管的密封方法，用本發明密封方法的管式間壁換熱器，節省焊接人力，設備和材料，安裝方便，換熱管還能拆下便於維修與清洗。
為實現上述目標，本發明採用以下技術方案：管式間壁換熱器的金屬波紋換熱管設置在換熱容器殼體內，換熱管的兩端通過並密封在換熱容器殼體上，管端設置在換熱容器殼體外；換熱管與換熱容器殼體密封方法採用在波紋換熱管的一個或多個波谷設置0型密封圈，波紋換熱管設置o型密封圈的外側設置密封套；所述的密封套設置在換熱容器殼體上。
通過上述技術方案，本發明由波紋換熱管的波谷設置o型密封圈，o型密封圈外套上密封套，密封套設置在換熱容器殼體上。密封套設置在換熱器殼體上有多種方式：1)密封套可以採用螺紋連接；2)可以採用密封套與殼體設置成一個整體的；3)可以採用焊接；4)可以採用軸向密封如：密封套配合法蘭再用螺栓連接焊接座板焊接在換熱器殼體上。波紋換熱管通過換熱容器殼體內，冷卻介質與被冷卻介質通過波紋換熱管的管壁進行間壁換熱。
優選的，本發明密封套端部設置限位卡環；限位卡環的外部設置管帽；在密封套端部的波紋換熱管波谷設置限位卡環，限位卡環內圓邊卡在波紋換熱管的波谷裡，外圓邊配合密封套，設置限位卡環的目的是限制波紋換熱管在密封套裡移動位置。限位卡環的外部設置管帽，管帽的作用是把嵌在密封套和管帽之間的限位卡環固定，管帽螺紋連接在密封套上。
本發明的有益效果在於：波紋換熱管通過密封圈和密封套密封連接在容器殼體上，限位卡環和管帽配合把波紋換熱管限制在密封套裡防止移動位置，使製造換熱器節省焊接人力、設備和材料，波紋換熱管在換熱容器裡沒有焊口，排除了洩漏的可能，安裝波紋管更簡單，波紋換熱管還能拆下便於維修與清洗。本發明給製造間壁管式換熱器安裝波紋管多了一種密封選擇。
附圖說明
附圖是本發明一支波紋換熱管密封連接在換熱容器殼體結構示意圖
圖中：波紋換熱管1o型密封圈2密封套3限位卡環31管帽32換熱容器殼體4
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的三個實施例做進一步說明。
實施例1：使用本發明密封方法的套管換熱器。兩支不同直徑的波紋管，內管設置在外管腔內，內管的兩端通過外管的兩端，並預留一管段；內管和外管組成同心套管，兩管壁之間設置夾層空腔，在外管的兩端各設置一個正三通管件，正三通管件的直通兩端是配合內管和外管的密封套；內管波紋換熱管1在管外壁的波谷設置一個或多個o型密封圈2，波紋換熱管1設置密封圈2設置在密封套3裡，密封套3的一端設置限位卡環31和管帽32，限位卡環31內圓邊卡在波紋換熱管1波谷裡，限位卡環31嵌在密封套3與管帽32中間，管帽32用螺紋連接在密封套3上；外管在管端的波谷設置一個或多個o型密封圈，波紋管管端接入密封套裡，密封套的一端設置限位卡環和管帽，限位卡環卡在波谷裡，限位卡環嵌在密封套與管帽中間，所述的管帽採用螺紋連接在密封套上。外管還有更優的連接方式：外管的管端套入管帽，用平波器把波紋管管端的2-3個波峰製成密封端面，安裝密封墊片和限位卡環並螺紋連接密封套上。兩管壁之間夾層空腔經過連接並且密封，外管兩端正三通的支管作為空腔進口和出口。內管通過外管兩端並且預留的一段管，兩個管端設置螺紋管接頭，作為換熱介質的進口和出口。
按以上實施例1密封方法製作換熱器並測試，內管和外管用的是不鏽鋼材質的波紋管，內管選用外徑波高25毫米，壁厚0.25毫米，長度6米。外管選用外徑波高40毫米，壁厚0.25毫米，長度5米。按實施例1密封方法製作成不鏽鋼波紋管套管換熱器。對上述不鏽鋼波紋管套管換熱器進行壓力試驗：連接內管兩端螺紋接頭測試壓力為1.6兆帕，無洩漏。連接外管兩端正三通支管的進口和出口對夾層空腔測試壓力為0.6兆帕，無洩漏；經試驗得出結果：用o型密封圈的數量兩個優於一個，用o型密封圈數量三個或四個與兩個無明顯區別。對上述套管換熱器進行換熱試驗，測試換熱效果，並與焊接的用不鏽鋼波紋管制作的套管換熱器換熱效果對比：內管腔介質是採用溫度116℃的氫氣含泡沫的粗品，流量為每10分鐘1立方米，外管與內管空腔冷卻介質是用溫度14℃的井水，流量為每分鐘1升，氫氣粗品與井水逆流進行間壁換熱，試驗的目的是把116℃的氫氣含泡沫的粗品冷卻至常溫，經對比這兩種密封方法的換熱器換熱效果無明顯差別。
實施例2：使用本發明密封方法的沉浸式蛇管換熱器。沉浸式蛇管換熱器結構描述：用金屬波紋管彎繞成與容器內腔相適應的形狀，波紋換熱管的兩管端通過並密封在換熱容器的殼體上；作為換熱介質進口和出口。採用的密封方法是波紋換熱管1在波谷設置一個或多個o型密封圈2，波紋換熱管1設置0型密封圈2的外側設置密封套3，密封套3的一端設置限位卡環31和管帽32，限位卡環31內圓邊卡在波紋換熱管1波谷裡，限位卡環31嵌在密封套3與管帽32中間，管帽32用螺紋連接在密封套3上；密封套3設置在換熱器殼體4上，波紋換熱管1通過換熱器殼體4內，換熱管1的兩端設置在換熱器殼體4外。換熱器殼體4上設置被換熱介質進口和出口。
實施例3：使用本發明密封方法的列管式換熱器。主要由殼體、管板、兩隻或兩隻以上的金屬波紋管組成的管束、封頭組成。波紋換熱管的兩管端通過並密封在換熱容器的管板或殼體上，作為換熱介質進口和出口。採用的密封方法是波紋換熱管1在波谷設置一個或多個0型密封圈2，波紋換熱管1設置o型密封圈2的外側設置密封套3，密封套3的一端設置限位卡環31和管帽32，限位卡環31內圓邊卡在波紋換熱管1波谷裡，限位卡環31嵌在密封套3與管帽32中間，管帽32用螺紋連接在密封套3上；密封套設置在換熱器管板或殼體4上，波紋換熱管1通過換熱器殼體4內，換熱管1的兩端設置在換熱器管板或殼體4外。換熱器殼體4上設置被換熱介質進口和出口。管板在此實施例中作為換熱容器腔室的組成部分，作用等於換熱器殼體4.
注意事項：1)密封圈的選擇要與波紋管的波谷作為v型密封溝槽尺寸相配合，請參照資料《機械設計手冊》(第五版)第3卷的第4章，波紋管的波谷作為v型密封溝槽要注意尺寸是和《機械設計手冊》的相關標準是有區別的，要結合實際配裝。2)密封圈材質選擇要與換熱介質與溫度相適應，換熱介質的溫度不能超出o型密封圈承受溫度。
以上實施例為本發明優選例，不能認定用於限定本發明實施範圍，凡依本發明密封方法用作管式間壁換熱器，均應仍歸屬於本發明專利涵蓋範圍之內。