一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器的制造方法
【專利摘要】一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，具有氨蒸發室、熱端管箱、冷端管箱和換熱管，所述氨蒸發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、熱端端部密封結構和熱端內管管板，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒體、冷端端部密封結構和冷端內管管板，所述換熱管由外管和內管組成，所述內管的一端與熱端內管管板固定連接，另一端與冷端內管管板固定連接，所述冷端內管管板的外圓面上具有環形臺階，環形臺階上設有環形密封圈，所述冷端內管管板的外側面上裝有環形擋板。本實用新型的內管與冷端內管管板固定連接，加工容易、密封可靠，裝配方便且裝配時不會損壞O形密封圈。
【專利說明】
一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器
技術領域
[0001]本實用新型涉及化工設備領域，具體涉及一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器。
【背景技術】
[0002]組合式氨冷器是氨合成系統中氨分離工段的多功能換熱設備，它代替了以往傳統的常規流程中的I級氨冷器、Π級氨冷器、冷交換器，可以使氨合成塔出來的經過余熱回收、水冷冷卻后的合成氣，在組合式氨冷器一臺設備中實現多級冷卻、使氨組份冷凝，并且回收氨分離器出來的循環氣的冷量。采用組合式氨冷器可以減少氨合成系統的高壓設備臺數，減少設備之間的高壓連接管線，減少占地面積，節省投資，還可以減少系統的阻力降，降低生產過程中的動力消耗及冷卻水消耗，既有利于節能降耗，又實現了因降低動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中節能減排的替代設備。
[0003]組合式氨冷器是一臺多股流換熱器，管程為高壓，換熱管由同心的外管和內管組成，內管將外管內的空間分隔為徑向的中心通道和環隙通道兩部分。組合式氨冷器的殼程是氨蒸發室，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，一般將氨蒸發室沿軸向分隔為兩個或兩個以上獨立的蒸發腔，利用液氨的不同蒸發溫度將合成氣逐級冷卻。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管管板，內管管板將管箱內的空間分為兩個腔，換熱管的外管與熱端管箱及冷端管箱的主管板連接，內管與兩管箱中的內管管板連接，內管管板兩側的環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程為:從高壓水冷器過來的合成氣，進入左側的熱端管箱的環隙通道腔，由換熱管的環隙通道從左向右流動，首先被氨蒸發室第一腔內的液氨冷卻降溫;氨蒸發室第二腔內的液氨溫度比第一腔低，合成氣經過第二腔的位置時，又被第二腔內的液氨冷卻降溫。如果氨蒸發室被分隔為兩個以上的蒸發腔，氨蒸發室中各腔內液氨的溫度從左往右逐級降低，合成氣到達冷端管箱時，溫度已經降到最低，此時，合成氣中氨組份絕大部分已經冷卻液化，然后匯集到右側的冷端管箱的環隙通道腔，含有液氨的合成氣離開冷端管箱的環隙通道腔進入氨分離器，使液氨與氣體分離。分離液氨后的氣體稱為循環氣，因為循環氣的溫度很低，使循環氣回到冷端管箱的中心通道腔，由中心通道從右向左流動，用于冷卻環隙通道內的合成氣，其目的是回收循環氣的冷量。最后循環氣匯集到熱端管箱的中心通道腔后，送入循環氣壓縮機返回合成工段。
[0005]組合式氨冷器在運行過程中，因為外管與內管的管壁溫度不同，兩者在長度方向上的熱膨脹量就不同，為了避免外管與內管之間由于熱膨脹量不同而產生的溫差應力使設備損壞，需要在內管的一端與內管管板之間采用既能密封又可以滑動的結構(簡稱滑動密封結構)，以不影響內管的軸向自由伸縮。現有的組合式氨冷器，熱端管箱及冷端管箱中的內管管板都是固定的，內管與熱端管箱中的熱端內管管板之間采用固定連接，內管與冷端管箱中的冷端內管管板之間采用可滑動密封結構連接，所采用的可滑動密封結構為:在冷端內管管板的每個管孔內壁加工出O形密封圈槽，在每個槽內放入O形密封圈，然后將內管伸出冷端內管管板的管孔，并從O形密封圈的內孔中通過，使O形密封圈抱住內管的外壁，防止冷端內管管板兩側的氣體貫通，起到密封作用，而內管在O形密封圈的內孔中可以軸向滑動。
[0006]在一種可拆式組合氨冷器的實用新型專利中(見專利申請號:201320878469.6)，冷端內管管板與冷端管箱筒體之間采用填料密封結構，這種結構雖然可以作為可滑動密封結構，但要使填料起到密封作用，需要用壓環將填料壓緊，壓緊后的填料與冷端內管管板之間及與管箱筒體之間存在著很大的摩擦力，冷端內管管板在冷端管箱內是不能軸向滑動的，所以該專利沒有把這種結構作為可滑動結構對待，只是作為一種可拆式結構，而內管與冷端內管管板之間的可滑動密封結構，也是采用上面所述的在冷端內管管板的每個管孔內壁加工出O形密封圈槽，在每個槽內放入O形密封圈的結構。
[0007]現有的技術存在的不足是:現有的組合式氨冷器，冷端管箱中內管與冷端內管管板之間的可滑動密封結構，是在冷端內管管板的每個管孔內壁采用O形密封圈的密封結構。第一，由于一臺組合式氨冷器中內管的根數比較多，要在每個管孔的內壁加工出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，所以加工過程費工費時，而且采用普通機床加工內管管板上成百上千的管孔內壁的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，當有少數O形密封圈槽的尺寸發生超差時，將影響O形密封圈的密封性能，容易造成泄漏，影響設備的正常運行;第二，這種可滑動密封結構，在裝配時，要在每個管孔內壁的O形密封圈槽內放置O形密封圈，然后將內管伸出冷端內管管板的管孔，并從O形密封圈的內孔中通過，使O形密封圈抱住內管的外壁，整個裝配過程非常麻煩;第三，由于內管的直徑比較小，所用的O形密封圈的截面直徑很小，內管從O形密封圈的內孔通過時，容易損壞O形密封圈，造成返工。
【發明內容】
[0008]本實用新型的目的是提供一種內管與冷端內管管板固定連接，加工容易、裝配方便、密封可靠，且裝配時密封圈不易損壞的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器。
[0009]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是:
[0010]—種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，具有氨蒸發室、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室的兩端，所述氨蒸發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、熱端端部密封結構和熱端內管管板，且所述熱端內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、冷端端部密封結構和冷端內管管板，所述換熱管由外管和內管組成，且所述冷端內管管板設置在冷端管箱筒體內，所述外管套裝在內管的外面，所述內管的一端伸入熱端管箱且與熱端內管管板固定連接，另一端伸入冷端管箱，其創新點在于:
[0011]所述內管的另一端與冷端內管管板固定連接，所述冷端內管管板的外圓面上具有環形臺階，環形臺階上設有環形密封圈，所述冷端內管管板的外側面上裝有環形擋板，環形擋板對環形密封圈軸向限位。
[0012]所述內管的另一端與冷端內管管板焊接連接。
[0013]所述內管的另一端與冷端內管管板脹接連接。
[0014]所述內管的另一端與冷端內管管板焊接加脹接連接。
[0015]所述環形密封圈為O型密封圈。
[0016]所述環形擋板通過螺柱和螺母固定在冷端內管管板上。
[0017]本實用新型所具有的積極效果是:(I)由于內管與冷端內管管板固定連接，且冷端內管管板具有滑動密封結構，將原來的每根內管在冷端內管管板的管孔內單獨的滑動，改為所有的內管通過冷端內管管板整體滑動，同樣不影響內管的軸向自由伸縮，因而不需要在冷端內管管板的每個管孔內壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省時。(2)在冷端內管管板的外圓面上加工環形臺階比較方便，而且尺寸精度也容易保證，密封可靠，不會因為尺寸精度問題而造成泄漏，影響設備正常運行；(3)裝配時，內管與冷端內管管板之間采用結構簡單的固定連接，在冷端內管管板的外圓面的環形臺階與冷端管箱筒體內壁之間的空間放置O形密封圈很方便;(4)冷端內管管板外圓面的直徑與內管的直徑相比很大，所用的O形密封圈的截面直徑大，裝配時不會損壞O形密封圈，所以不會造成返工。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的一種冷端內管管板具有滑動密封結構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構示意圖；
[0020]圖3是冷端內管管板的部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖以及給出的實施例，對本實用新型作進一步的說明。
[0022]如圖1?3所示，一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，具有氨蒸發室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分別安裝在氨蒸發室I的兩端，所述氨蒸發室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、熱端端部密封結構5和熱端內管管板7，且所述熱端內管管板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、冷端端部密封結構16和冷端內管管板14，且所述冷端內管管板14設置在冷端管箱筒體15內，所述換熱管4由外管11和內管12組成，所述外管11套裝在內管12的外面，且內管12的一端伸入熱端管箱2并與熱端內管管板7固定連接，另一端伸入冷端管箱3，其創新點在于:
[0023]所述內管12的另一端與冷端內管管板14固定連接，所述冷端內管管板14的外圓面上具有環形臺階14-1，環形臺階14-1上設有環形密封圈17，所述冷端內管管板14的外側面上裝有環形擋板18，環形擋板18對環形密封圈17軸向限位。
[0024]所述內管12的另一端與冷端內管管板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]所述環形密封圈17為O型密封圈。
[0026]所述環形擋板18通過螺柱19和螺母20固定在冷端內管管板14上。
[0027]上述結構使得冷端內管管板14能在冷端管箱筒體15內軸向滑動，將原來的每根內管12在冷端內管管板14的管孔內單獨的滑動，改為所有的內管12通過冷端內管管板14整體滑動，并且不影響內管12的軸向自由伸縮。由于不需要在冷端內管管板14的每個管孔內壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省時。在冷端內管管板14的外圓面上加工環形臺階比較方便，而且尺寸精度也容易保證，密封可靠，不會因為尺寸精度問題而造成泄漏，影響設備正常運行。裝配時，內管12與冷端內管管板14之間采用結構簡單的固定連接，在冷端內管管板14的外圓面的環形臺階與冷端管箱筒體15內壁之間的空間放置O形密封圈很方便。冷端內管管板14外圓面的直徑與內管12的直徑相比很大，所用的O形密封圈的截面直徑大，裝配時不會損壞O形密封圈，所以不會造成返工。
【主權項】
1.一種冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，具有氨蒸發室(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)分別安裝在氨蒸發室(I)的兩端，所述氨蒸發室(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)、熱端端部密封結構(5)和熱端內管管板(7)，且所述熱端內管管板(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)、冷端端部密封結構(16)和冷端內管管板(14)，且所述冷端內管管板(14)設置在冷端管箱筒體(15)內，所述換熱管(4)由外管(II)和內管(12)組成，所述外管(II)套裝在內管(12)的外面，且內管(12)的一端伸入熱端管箱(2)并與熱端內管管板(7)固定連接，另一端伸入冷端管箱(3)，其特征在于:所述內管(12)的另一端與冷端內管管板(14)固定連接，所述冷端內管管板(14)的外圓面上具有環形臺階(14-1)，環形臺階(14-1)上設有環形密封圈(17)，所述冷端內管管板(14)的外側面上裝有環形擋板(18)，環形擋板(18)對環形密封圈(17)軸向限位。2.根據權利要求1所述的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，其特征在于:所述內管(12)的另一端與冷端內管管板(14)焊接連接。3.根據權利要求1所述的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，其特征在于:所述內管(12)的另一端與冷端內管管板(14)脹接連接。4.根據權利要求1所述的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，其特征在于:所述內管(12)的另一端與冷端內管管板(14)焊接加脹接連接。5.根據權利要求1所述的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，其特征在于:所述環形密封圈(17)為O型密封圈。6.根據權利要求1所述的冷端內管管板具有滑動密封結構的組合式氨冷器，其特征在于:所述環形擋板(18)通過螺柱(19)和螺母(20)固定在冷端內管管板(14)上。
【文檔編號】F28F11/02GK205537288SQ201620335933
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】倪永良, 王海范, 崔琴
【申請人】江蘇省化工設備制造安裝有限公司