一種空冷器管箱密封系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種中高壓空冷器管箱密封系統，用于解決絲堵式空冷器管箱易泄漏的問題。該系統呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構成，頂板、兩塊端板、底板和管板之間以焊接相連；該密封系統還包括半焊接密封板和長方形的半焊接密封盤；半焊接密封板為等厚長方形環，其四周內端與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，半焊接密封盤置于與半焊接密封板上并在兩者的外端四周相焊接；蓋板蓋在半焊接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。該系統可以解決絲堵式空冷器的絲堵泄露問題，如果介質腐蝕嚴重，僅在基層材料上堆焊或復合一層高合金不銹鋼或鎳基合金即可，不僅保證了制造質量，且降低了制造費用。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于石油、化工、煤化工和氣體加工領域的空氣冷卻器(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系統。
技術介紹
空冷器在石油化工領域中廣泛應用，大量采用絲堵式管箱結構。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致火災等安全事故時有發生，給企業帶來較大經濟損失。絲堵式空冷器泄漏產生的主要原因為(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生相對運動，對于承受中高壓介質的管箱，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量而導致密封失效。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致密封失效。( 空冷器管箱在冷卻介質腐蝕性較強時，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，接頭的焊接質量不能特別好地保證，在腐蝕介質作用下，焊接接頭的缺陷位置就容易產生泄漏。近年來，原油的劣質化使得石油化工裝置中的高壓空冷器腐蝕嚴重，導致空冷器面臨管箱材質升級問題。目前國內外普遍采用整體提高管箱材質的方法，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，增加大量設備投資，而且供貨周期長。有時為節約成本，管箱基層采用低合金或者碳鋼材料，復層采用高合金材料復合或堆焊，但由于絲堵式空冷器管箱六塊板全為焊接結構，基層和復層的焊接質量都要保證，在焊接最后一塊板時，只能在一面進行施焊，其焊接質量很難達到要求，尤其是復層的耐腐蝕性能會大大降低。經檢索與本技術相關的現有技術有CN201149459Y、CN201034449Y、 CN201034448Y.CN201093920YXN200952913YXN2335116Y 和 US5431858A 等，但這些專利所涉及的結構和形狀、以及解決問題的技術方案和理念都與本技術有本質上的不同。
技術實現思路
本技術提供了一種中高壓空冷器管箱密封系統，用于解決絲堵式空冷器管箱在較高介質壓力作用下容易泄漏的技術問題，適合于介質壓力在4. OMI^a 35. OMI^a之間的中高壓空冷器。本技術提供的空冷器管箱密封系統，呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構成，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；該密封系統還包括半焊接密封板和長方形的半焊接密封盤；半焊接密封板為等厚長方形環，其四周內端與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，半焊接密封盤置于半焊接密封板上并在兩者的外端四周相焊接；蓋板蓋在半焊接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。通過采用半焊接密封板和半焊接密封盤，避免了采用帶絲堵工藝孔的絲堵板，解決了中高壓絲堵式空冷器的絲堵泄露問題，同時半焊接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，所述的半焊接密封盤包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分為半焊接密封盤的四周邊緣和中間區域，厚度為8mm 20mm ；薄壁部分為半焊接密封盤的四周邊緣和中間區域之外的區域，厚度為3mm 8mm;半焊接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部設有復層，端部的復層為堆焊層，內部的復層為復合層或堆焊層，其材料與半焊接密封盤相同或相近。半焊接密封板的材料同樣與半焊接密封盤相同或相近。半焊接密封盤的厚壁部分起剛性穩定作用，薄壁部分起柔性變形協調作用，半焊接密封盤與半焊接密封板在兩者的外端四周相焊接，由于材料均為高合金不銹鋼或鎳基合金從而起到硬密封的作用。作為再進一步改進的方案，所述的管箱密封系統還包括設于頂板、兩塊端板和底板內部的定位框架、定位螺栓以及設于定位框架和半焊接密封盤之間的支架；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。所述支架用于定位半焊接密封盤的薄壁部分，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半焊接密封盤與蓋板緊密貼合，防止半焊接密封盤受介質沖擊而引起密封失效。作為更進一步改進的方案，所述的管箱密封系統還包括設于管箱內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。本技術與絲堵式空冷器相比，如果介質腐蝕嚴重，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量，而且大大降低制造費用；同時與絲堵式空冷器相比，本技術更能保證換熱管與管板焊接接頭的質量。附圖說明圖1是本技術的空冷器管箱密封系統結構示意圖；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的局部放大圖；圖6是圖5中部位E的局部放大圖；圖7是本技術的空冷器管箱密封系統的組裝示意圖；圖中1-蓋板，2-半焊接密封盤，3-支架，4-定位螺栓，5-定位框架，6_復層，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-半焊接密封盤定位塊，21-半焊接密封盤定位槽，22-分程隔板，23-角焊縫，24-組裝后的密封板，25-半焊接密封板，26-密封焊縫，27-管板，28-出入口接管法蘭具體實施方式以下結合附圖對本技術作進一步描述。如附圖1所示，頂板7、端板8、底板9與分程隔板22、管板27及出入口接管法蘭 28相焊接，焊接后的箱體按需要可進行熱處理。如圖5所示，定位框架5置于頂板7、兩塊端板8和底板9的內部，其上設有定位螺栓4，用于定位框架5的定位；支架3置于定位框架 5和半焊接密封盤2之間，其用于定位半焊接密封盤2的薄壁部分；頂板7、端板8和底板9 端部的基層部位加工有與蓋板1對應的螺栓絲孔，螺栓絲孔開有檢漏孔，絲堵10用于封堵檢漏；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上設有蓋板定位槽15，半焊接密封盤2 上設有蓋板定位塊14，用于蓋板1的定位，如圖3所示。如圖6所示，如需要，則可在帶有螺栓絲孔的基層部位設置復層6，復層6為堆焊層或復合層，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金，復層6相對于基層形成一梯臺，如不需要復層，也可以直接在基層上加工出梯臺，半焊接密封板25四周內端通過梯臺與復層6或基層焊接在一起，在不需要復層時也可不加工成梯臺而直接與基層焊接；圖中，半焊接密封板 25四周內端通過梯臺與復層6相焊接，形成角焊縫23 ；半焊接密封盤2與半焊接密封板25 在兩者外端四周相焊接，形成密封焊縫26。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固定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種空冷器管箱密封系統，該系統呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構成，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，該密封系統還包括半焊接密封板和長方形的半焊接密封盤；半焊接密封板為等厚長方形環，其四周內端與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，半焊接密封盤置于半焊接密封板上并在兩者的外端四周相焊接；蓋板蓋在半焊接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。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李群生，張國信，胡慶均，陳少慶，陳奎顯，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石化集團洛陽石油化工工程公司，
類型：實用新型
國別省市：11