專利名稱：一種空冷器管箱密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及 一種用于石油、化工、煤化工和氣體加工領(lǐng)域的空氣冷卻器(簡稱空冷器)管箱，具體地說涉及一種石油化工裝置中的中高壓空冷器管箱密封裝置。
背景技術(shù)：
空冷器在石油化工領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，大量采用絲堵式管箱結(jié)構(gòu)。絲堵式空冷器包括出入口管、絲堵板、絲堵、頂板、底板、端板、管板、換熱管及其散熱翅片等部件。絲堵式空冷器因泄漏而導(dǎo)致火災(zāi)等安全事故時有發(fā)生，給企業(yè)帶來較大經(jīng)濟損失。絲堵式空冷器泄漏產(chǎn)生的主要原因為(1)絲堵板通常需要鉆大量帶有螺紋的工藝孔用于換熱管與管板的焊接，管箱制造完畢后再用絲堵將所有的工藝孔堵死，使其承受介質(zhì)壓力而不能泄漏。絲堵板上的絲堵在擰緊過程中與絲堵墊片發(fā)生相對運動，對于承受中高壓介質(zhì)的管箱，必須施以極大的絲堵力去壓緊絲堵墊片，破壞了絲堵墊片的表面質(zhì)量而導(dǎo)致密封失效。同時絲堵上的密封面與絲堵軸線垂直度的制造偏差也常導(dǎo)致密封失效。(2)空冷器管箱在冷卻介質(zhì)腐蝕性較強時，會引起絲堵墊片和絲堵的功能失效。另外，換熱管與管板的焊接接頭是通過絲堵工藝孔來完成的，由于操作空間狹小，接頭的焊接質(zhì)量不能特別好地保證，在腐蝕介質(zhì)作用下，焊接接頭的缺陷位置就容易產(chǎn)生泄漏。近年來，原油的劣質(zhì)化使得石油化工裝置中的高壓空冷器腐蝕嚴重，導(dǎo)致空冷器面臨管箱材質(zhì)升級問題。目前國內(nèi)外普遍采用整體提高管箱材質(zhì)的方法，選擇抗腐蝕性更好的高合金材料，但高合金材料不僅價格昂貴，增加大量設(shè)備投資，而且供貨周期長。有時為節(jié)約成本，管箱基層采用低合金或者碳鋼材料，復(fù)層采用高合金材料復(fù)合或堆焊，但由于絲堵式空冷器管箱六塊板全為焊接結(jié)構(gòu)，基層和復(fù)層的焊接質(zhì)量都要保證，在焊接最后一塊板時，只能在一面進行施焊，其焊接質(zhì)量很難達到要求，尤其是復(fù)層的耐腐蝕性能會大大降低。經(jīng)檢索與本實用新型相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)有CN201149459Y、CN201034449Y、 CN201034448Y、CN201093920Y、CN200952913Y、CN2335116Y 和 US5431858A 等，但這些專利所涉及的結(jié)構(gòu)和形狀、以及解決問題的技術(shù)方案和理念都與本實用新型有本質(zhì)上的不同。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種中高壓空冷器管箱密封裝置，用于解決絲堵式空冷器管箱在較高介質(zhì)壓力作用下容易泄漏的技術(shù)問題，適合于介質(zhì)壓力在4. OMPa 35. OMPa之間的中高壓空冷器。本實用新型提供的空冷器管箱密封裝置呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構(gòu)成，所述的蓋板、頂板、底板和管板為長方形，兩塊端板為長方形或正方形，頂板、兩塊端板、底板和管板之間以焊接相連；該密封裝置還包括長方形的隔膜密封盤，隔膜密封盤與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，蓋板蓋在隔膜密封盤上面并通過螺柱與頂板、兩塊端板以及底板的端部相連接。[0007]通過隔膜密封盤四周端部與管箱的頂板、兩塊端板、底板端部相焊接，解決了中高壓絲堵式空冷器的絲堵泄露問題，同時隔膜密封盤上面的蓋板可以起到承壓作用。 作為進一步改進的方案，所述的隔膜密封盤包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分為隔膜密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域，厚度為8mm 20mm ；薄壁部分為隔膜密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域之外的區(qū)域，厚度為3mm 8mm ；隔膜密封盤的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。頂板、兩塊端板和底板的端部和內(nèi)部設(shè)有復(fù)層，端部的復(fù)層為堆焊層，內(nèi)部的復(fù)層為復(fù)合層或堆焊層，其材料與隔膜密封盤相同或相近。隔膜密封盤的厚壁部分起剛性穩(wěn)定作用，薄壁部分起柔性變形協(xié)調(diào)作用，隔膜密封盤四周端部與頂板、兩塊端板和底板端部的高合金不銹鋼或鎳基合金相焊接而起到硬密封的作用。作為再進一步改進的方案，所述的管箱密封裝置還包括設(shè)于頂板、兩塊端板和底板內(nèi)部的定位框架、定位螺栓以及設(shè)于定位框架和隔膜密封盤之間的支架；定位框架、定位螺栓和支架的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。所述支架用于定位隔膜密封盤的薄壁部分，定位螺栓用于定位框架的定位，支架、 定位螺栓和定位框架的共同作用可使隔膜密封盤與蓋板緊密貼合，防止隔膜密封盤受介質(zhì)沖擊而引起密封失效。作為更進一步改進的方案，所述的管箱密封裝置還包括設(shè)于管箱內(nèi)部的分程隔板和固定于分程隔板上的密封板。所述的密封板為多層薄板，每層薄板厚0. Imm 0.3mm，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金，通過螺栓固定于分程隔板上。密封板用于分程隔板的密封。本實用新型與絲堵式空冷器相比，如果介質(zhì)腐蝕嚴重，管箱材料也不需要整體升級為高合金不銹鋼或鎳基合金，僅僅在基層材料上堆焊或復(fù)合一層高合金不銹鋼或鎳基合金即可，不僅能夠保證制造質(zhì)量，而且大大降低制造費用；同時與絲堵式空冷器相比，本實用新型更能保證換熱管與管板焊接接頭的質(zhì)量。

圖1是本實用新型的空冷器管箱密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中部位A的局部放大圖；圖3是圖1中部位B的局部放大圖；圖4是圖1中部位C的局部放大圖；圖5是圖1中部位D的第一種實施方式的局部放大圖；圖6是圖1中部位D的第二種實施方式的局部放大圖；圖7是本實用新型的空冷器管箱密封裝置的組裝示意圖；圖中1-蓋板，2-隔膜密封盤，3-支架，4-定位螺栓，5-定位框架，6_復(fù)層，7_頂板，8-端板，9-底板，10-絲堵，11-螺柱，12-螺母，13-螺柱保護套，14-蓋板定位塊，15-蓋板定位槽，16-螺母，17-墊圈，18-螺栓，19-組裝前的密封板，20-隔膜密封盤定位塊， 21-密封盤定位槽，22-分程隔板，23-焊縫，24-組裝后的密封板，25-管板，26-出入口接管法蘭具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。如附圖1所示，頂板7、端板8、底板9與分程隔板22、管板25及出入口接管法蘭 26相焊接，焊接后的箱體按需要可進行熱處理。如圖5和圖6所示，頂板7、端板8和底板9 端部的基層部位加工有與蓋板1對應(yīng)的螺栓絲孔，螺栓絲孔開有檢漏孔，絲堵10用于封堵檢漏；如需要，則可在基層部位設(shè)置復(fù)層6，復(fù)層6為堆焊層或復(fù)合層，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金，復(fù)層6有兩種實施方式，第一種實施方式如圖5所示，在管箱的頂板7、兩塊端板8和底板9的四周端部加工成一個梯臺，復(fù)層6設(shè)置在此梯臺上；第二種實施方式如圖6 所示，在管箱的頂板7、兩塊端板8、底板9的四周端部加工成一個平整的斷面，復(fù)層6設(shè)置在此斷面上。如圖5和圖6所示，定位框架5置于頂板7、兩塊端板8和底板9的內(nèi)部，其上設(shè)有定位螺栓4，用于定位框架5的定位；支架3置于定位框架5和隔膜密封盤2之間，其用于定位隔膜密封盤2的薄壁部分；隔膜密封盤2與復(fù)層6相焊接，其間形成焊縫23 ；蓋板1 四周邊緣開有螺栓孔，其材料為碳鋼或鉻鉬鋼，蓋板1通過帶有螺柱保護套13的螺柱11和螺母12與管箱的頂板7、兩塊端板8和底板9的端部螺紋絲孔相連接，螺柱11可以是錐形的，但錐度不宜超過10°。另外，蓋板1上設(shè)有蓋板定位槽15，隔膜密封盤2上設(shè)有蓋板定位塊14，用于蓋板1的定位，如圖3所示。如圖2所示，組裝前的密封板19通過螺栓18、墊圈17和螺母16固定于分程隔板 22上，組裝后，組裝前的密封板19 一頭發(fā)生彈性彎曲成為組裝后的密封板24，從而與隔膜密封盤2緊密接觸，起到對分程隔板22密封的作用，密封板材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。另外，為了實現(xiàn)隔膜密封盤2和分程隔板22之間的準確定位，在隔膜密封盤2上設(shè)有隔膜密封盤定位塊20，在分程隔板22上設(shè)有隔膜密封盤定位槽21，如圖4所示。如果為單管程，則螺母16、墊圈17、螺栓18、密封板、隔膜密封盤定位塊20、隔膜密封盤定位槽21和分程隔板22均不需設(shè)置。圖7是本實用新型的空冷器管箱密封裝置的組裝示意圖，圖中，先將頂板7、兩塊端板8和底板9焊接成箱體，然后，將隔膜密封盤2焊接于箱體帶有螺紋絲孔的一側(cè)，最后， 將蓋板1蓋在隔膜密封盤2上面，并通過螺柱11將蓋板1連接于箱體上。本實用新型中所描述的具體實施例僅僅是用于說明本實用新型，并非對本實用新型的限制，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。盡管本實用新型較多地使用了蓋板1、隔膜密封盤2、支架3、框架定位螺栓4、定位框架5、復(fù)層6 (堆焊層或復(fù)合層)、頂板7、兩塊端板8、底板9、絲堵10、螺柱11、螺母12、蓋板定位塊14、蓋板定位槽15、密封板19、密封盤定位塊20、密封盤定位槽21等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種空冷器管箱密封裝置，該裝置呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構(gòu)成，所述的蓋板、頂板、底板和管板為長方形，兩塊端板為長方形或正方形，頂板、兩塊端板、底板和管板之間以焊接相連；其特征在于，該裝置還包括長方形的隔膜密封盤，隔膜密封盤與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，蓋板蓋在隔膜密封盤上面并通過螺柱與頂板、 兩塊端板以及底板的端部相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的隔膜密封盤包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分為隔膜密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域，厚度為8mm 20mm;薄壁部分為隔膜密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域之外的區(qū)域，厚度為3mm 8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的隔膜密封盤的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金；頂板、兩塊端板和底板的端部和內(nèi)部設(shè)有復(fù)層，端部的復(fù)層為堆焊層，內(nèi)部的復(fù)層為復(fù)合層或堆焊層，其材料與隔膜密封盤材料相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于頂板、兩塊端板和底板內(nèi)部的定位框架、定位螺栓以及設(shè)于定位框架和隔膜密封盤之間的支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于頂板、兩塊端板和底板內(nèi)部的定位框架、定位螺栓以及設(shè)于定位框架和隔膜密封盤之間的支架；定位框架、定位螺栓和支架的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于管箱內(nèi)部的分程隔板和通過螺栓固定于分程隔板上的密封板。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于管箱內(nèi)部的分程隔板和通過螺栓固定于分程隔板上的密封板，所述的密封板為多層薄板，每層薄板厚0. Imm 0. 3mm，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于管箱內(nèi)部的分程隔板和通過螺栓固定于分程隔板上的密封板。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)于管箱內(nèi)部的分程隔板和通過螺栓固定于分程隔板上的密封板，所述的密封板為多層薄板，每層薄板厚0. Imm 0. 3mm，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。
專利摘要本實用新型提供了一種中高壓空冷器管箱密封裝置，用于解決絲堵式空冷器管箱容易泄漏的技術(shù)問題。該裝置呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構(gòu)成，頂板、兩塊端板、底板和管板之間以焊接相連；該密封裝置還包括長方形的隔膜密封盤，隔膜密封盤與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，蓋板蓋在隔膜密封盤上面并通過螺柱與頂板、兩塊端板以及底板的端部相連接。該裝置可以有效解決中高壓絲堵式空冷器的絲堵泄露問題，如果介質(zhì)腐蝕嚴重，僅在基層材料上堆焊或復(fù)合一層高合金不銹鋼或鎳基合金即可，不僅保證了制造質(zhì)量，且降低了制造費用，更能保證換熱管與管板焊接接頭的質(zhì)量。
文檔編號F28F9/18GK201945237SQ201020628028
公開日2011年8月24日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張國信, 李群生, 胡慶均, 陳奎顯, 陳少慶 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司