[实用新型]一种大型绕管式换热器双层中心筒结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及绕管式换热管换热领域，尤其涉及一种大型绕管式换热器双层中心筒结构。

背景技术

绕管式换热器被广泛应用于低温甲醇洗、空气分离、LNG、加氢裂化等领域。传统绕管式换热器单台设备重量较轻，中心筒仅采用单层结构就能实现芯体的支撑，并且保持较好的受力情况。对应用于天然气液化流程中的绕管式换热器，随着天然气液化能力向大型化发展，由100万吨LNG/年增长至780万吨LNG/年，用于天然气液化的绕管式换热器设备也向大型化发展，单台设备的重量由200吨增加至近千吨。对此类绕管式换热器，传统的中心筒结构型式已无法满足对设备的支撑要求。

以LINDE和APCI为代表的国外大型绕管式换热器企业，已开展了该技术的相关研究，但未见其对相关研究成果进行报道，该问题严重制约了我国大型绕管式换热器的发展，因此，亟待提出相应的解决方案，实现我国绕管式换热器的大型化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种解决大型绕管式换热器芯体固定问题的大型绕管式换热器双层中心筒结构。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种大型绕管式换热器双层中心筒结构，包括芯体、筒体、管箱、支座和吊耳，所述芯体包括第一层中心筒和第二层中心筒，所述第一层中心筒的两端焊接管板，所述第一层中心筒上设置有若干层一级换热管；所述第一层中心筒上均匀焊接有若干垂直于第一中心筒中心线的筋板；所述第二层中心筒设置在最外层的一级换热管外部，所述第二层中心筒与筋板焊接，所述第二层中心筒的另一端也焊接有均匀垂直焊接在第一层中心筒上的筋板，所述第二层中心筒上也设置有若干层换热管。

所述的第一层中心筒、第二层中心筒及所述的换热管的外表面均焊接有用于支撑与其相邻的换热管的垫条。

所述换热管上设置有管箍，所述管箍卡紧换热管后焊接在靠近中心筒的与该换热管相邻的垫条上。

在大型绕管式换热器换热管绕制前，计算双层中心筒的结构型式。确定第一层中心筒的直径、长度和厚度，筋板的规格(筋板长度、宽度、厚度和数量等参数)。第一层中心筒与管板焊接，然后在第一层中心筒上绕制换热管。根据绕管式换热器芯体重量和长度，确定第一层中心筒的直径、长度和厚度，设计原则是控制中心筒的挠度ω_max1和最大弯曲应力σ_max1，最大挠度ω_max1控制在1％～5％，最大弯曲应力σ_max1控制在σ_max1≤0.8[σ]，[σ]-中心筒材料许用应力。筋板的作用是承受第二层中心筒和绕制在第二层中心筒上的换热管、垫条和管箍的重量，设计原则是控制筋板与第一层中心筒连接处的应力σ_max2，控制σ_max2≤0.9[σ]，控制筋板最大弯曲应力σ_max3，σ_max3≤0.8[σ]。控制筋板的最大挠度ω_max2，最大挠度ω_max2控制在1％～5％。为了保证筋板的均匀受力，筋板在第一层中心筒上均匀布置，并保证筋板与第一层中心筒的焊缝焊脚高度。