1.本实用新型涉及热交换器技术领域，特别涉及一种重叠式热交换装置。


背景技术：

2.热交换装置是石油化工装置中大量使用的设备。在设计过程中，为了节省占地空间，常用到重叠式热交换装置，即将两台换热器在竖直方向重叠布置，上部换热器借助支座直接放置在下部换热器的壳体上。由于两台重叠热交换器之间的距离较近，重叠热交换器之间的管、壳程开口通常直接相对连接，如图1的主视图和图2中的左视图所示。相较于普通布置方式，这种重叠布置大大减少了管路的能耗损失，并且便于检修。
3.然而，在多管程、大温降的工况下，重叠式热交换装置在轴向、横向的温度差较大，造成重叠式热交换装置的热膨胀值不同。为了补偿温度差引起的附加应力，换热器及其管口会发生变形以吸收轴向、横向位移。由于直连管口的刚度远远小于热交换器本体，直连管口的变形会较大，造成直连管口密封不严，易发生张口泄漏，严重时甚至会引起火灾或爆炸。因此，亟需一种新型的重叠式热交换装置，以确保装置的安全运行，并减少检修次数。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种重叠式热交换装置，其能够有效减小第一接管和第二接管之间发生泄漏的可能性。
5.本实用新型实施例的具体技术方案是：
6.一种重叠式热交换装置，所述重叠式热交换装置包括：
7.第一换热器，所述第一换热器具有第一壳体，第一壳体上具有第一端口；
8.与所述第一端口相连接的第一接管，所述第一接管至少具有第一弯曲段和第二弯曲段；
9.设置在所述第一换热器上方的第二换热器，所述第二换热器具有第二壳体，第二壳体上具有第二端口；
10.与所述第二端口相连接的第二接管，所述第二接管至少具有第三弯曲段和第四弯曲段；
11.法兰单元，包括连接在第一接管端部的第一法兰和连接在第二接管端部的第二法兰，所述第一法兰和所述第二法兰相配合连接，所述第一法兰和所述第二法兰的端面与所述第一换热器的轴线相平行。
12.优选地，所述第一换热器的轴线与所述第二换热器的轴线与水平方向相平行。
13.优选地，所述第一接管使用管材弯制而成以形成所述第一弯曲段和所述第二弯曲段；所述第二接管使用管材弯制而成以形成所述第三弯曲段和所述第四弯曲段。
14.优选地，所述第一接管包括：与所述第一端口相连接的第一直管段、与所述第一直管段相连的所述第一弯曲段、与所述第一弯曲段相连的第二直管段、与所述第二直管段相连的所述第二弯曲段，所述第一直管段沿竖直方向延伸，所述第二直管段沿水平方向延伸。
15.优选地，所述第二接管包括：与所述第二端口相连接的第三直管段、与所述第三直管段相连的所述第三弯曲段、与所述第三弯曲段相连的第四直管段、与所述第四直管段相连的所述第四弯曲段，所述第三直管段沿竖直方向延伸，所述第四直管段沿水平方向延伸。
16.优选地，所述第一法兰和所述第二法兰各自沿周向方向开设有多个贯穿孔，所述贯穿孔中设置有连接件以实现所述第一法兰和所述第二法兰的连接，所述第一法兰和所述第二法兰之间能够发生相对转动。
17.优选地，所述第一端口位于所述第一壳体侧壁的上端，所述第二端口位于所述第二壳体侧壁的下端。
18.优选地，所述第二直管段在靠近所述第一弯曲段的一端向靠近所述第二弯曲段的一端的方向上为逐渐远离所述第一壳体的轴线。
19.优选地，所述第四直管段在靠近所述第三弯曲段的一端向靠近所述第四弯曲段的一端的方向上为逐渐远离所述第二壳体的轴线。
20.优选地，所述第一换热器与所述第二换热器之间设置有支撑机构。
21.本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：
22.本技术重叠式热交换装置中每一个接管上均具有至少两段弯曲段，如此增加了整个连接结构变形的可能性，提高了整个连接结构的柔性，使其具有吸收轴向位移、横向位置和角位移的能力，从而可以减小第一接管和第二接管之间连接处法兰单元发生泄漏的可能性。
23.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
24.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
25.图1为现有技术中重叠式热交换装置的正视图；
26.图2为现有技术中重叠式热交换装置的左视图；
27.图3为本技术实施例中重叠式热交换装置的侧视图。
28.以上附图的附图标记：
29.1、第一换热器；11、第一壳体；12、第一端口；2、第一接管；21、第一直管段；22、第一弯曲段；23、第二直管段；24、第二弯曲段；3、第二换热器；31、第二壳体；32、第二端口；4、第二接管；41、第三直管段；42、第三弯曲段；43、第四直管段；44、第四弯曲段；5、第一法兰；6、第二法兰；7、连接件；8、支撑机构；9、底座。
具体实施方式
30.结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的
细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.为了能够有效减小第一接管和第二接管之间发生泄漏的可能性，在本技术中提出了一种重叠式热交换装置，图3为本技术实施例中重叠式热交换装置的侧视图，如图3所示，重叠式热交换装置可以包括：第一换热器1，第一换热器1具有第一壳体11，第一壳体11上具有第一端口12；与第一端口12相连接的第一接管2，第一接管2至少具有第一弯曲段22和第二弯曲段24；设置在第一换热器1上方的第二换热器3，第二换热器3具有第二壳体31，第二壳体31上具有第二端口32；与第二端口32相连接的第二接管4，第二接管4至少具有第三弯曲段42和第四弯曲段44；法兰单元，包括连接在第一接管2端部的第一法兰5和连接在第二接管4端部的第二法兰6，第一法兰5和第二法兰6相配合连接，第一法兰5和第二法兰6的端面与第一换热器1的轴线相平行。
33.本技术重叠式热交换装置中每一个接管上均具有至少两段弯曲段，如此增加了整个连接结构变形的可能性，提高了整个连接结构的柔性，使其具有吸收轴向位移、横向位置和角位移的能力，从而可以减小第一接管2和第二接管4之间连接处法兰单元发生泄漏的可能性。
34.如图3所示，第一换热器1具有第一壳体11，第一壳体11具有轴线，第一壳体11的轴线沿水平方向延伸。第二换热器3设置在第一换热器1上方，第二换热器3具有第二壳体31，第二壳体31具有轴线，第二壳体31的轴线沿水平方向延伸。也就是说，第一换热器1的轴线与第二换热器3的轴线与水平方向相平行。同时，第一换热器1的轴线与第二换热器3的轴线相平行，即第一换热器1的轴线与第二换热器3沿同一方向延伸。
35.如图3所示，第一换热器1与第二换热器3之间设置有支撑机构8。支撑机构8的下端连接在第一换热器1的侧壁的上端，支撑机构8的上端连接在第二换热器3的侧壁的下端。支撑机构8可以为多个，其分别沿第一换热器1的轴线方向排列设置。通过上述方式，可以实现对第二换热器3更加稳固的支撑。
36.如图3所示，第一换热器1的侧壁的下端可以设置有底座9，底座9用于设置在地面上支撑住第一换热器1，以防止第一换热器1出现晃动。
37.如图3所示，第一壳体11上具有第一端口12。第一端口12可以为多个，两个第一端
口12与第一换热器1的管程相连通，从而保证管程流体的进出，两个第一端口12与第一换热器1的壳程相连通，从而保证壳程流体的进出。
38.如图3所示，第二壳体31上具有第二端口32。第二端口32可以为多个，两个第二端口32与第二换热器3的管程相连通，从而保证管程流体的进出，两个第二端口32与第二换热器3的壳程相连通，从而保证壳程流体的进出。
39.如图3所示，第一接管2与第一端口12相连接，该第一端口12可以位于第一壳体11侧壁的上端。第二接管4与第二端口32相连接，该第二端口32可以位于第二壳体31侧壁的下端。第一接管2和第二接管4可以分别为两个，第一接管2连接两个第一端口12，第二接管4连接两个第二端口32。通过一个第一接管2和一个第二接管4的连接实现第一换热器1和第二换热器3的管程相连通。通过另一个第一接管2和另一个第二接管4的连接实现第一换热器1和第二换热器3的壳程相连通。
40.如图3所示，第一接管2至少具有第一弯曲段22和第二弯曲段24。第二接管4至少具有第三弯曲段42和第四弯曲段44。法兰单元包括连接在第一接管2端部的第一法兰5和连接在第二接管4端部的第二法兰6。第一法兰5和第二法兰6相配合连接，第一法兰5和第二法兰6的端面与第一换热器1的轴线相平行。通过上述方式如此增加了整个连接结构变形的可能性，提高了整个连接结构的柔性，使其具有吸收轴向位移、横向位置和角位移的能力，从而可以减小第一接管2和第二接管4之间连接处法兰单元发生泄漏的可能性。作为可行的，第一弯曲段22、第二弯曲段24、第三弯曲段42和第四弯曲段44的弯曲程度为90度，如此可以通过两个弯曲段实现第一法兰5和第二法兰6的密封端面依然与水平面相平行，以便于实现两者的连接密封。
41.如图3所示，作为可行的，第一接管2可以包括：与第一端口12相连接的第一直管段21、与第一直管段21相连的第一弯曲段22、与第一弯曲段22相连的第二直管段23、与第二直管段23相连的第二弯曲段24，第一直管段21沿竖直方向延伸，第二直管段23沿水平方向延伸。相对应的，第二接管4也可以包括：与第二端口32相连接的第三直管段41、与第三直管段41相连的第三弯曲段42、与第三弯曲段42相连的第四直管段43、与第四直管段43相连的第四弯曲段44，第三直管段41沿竖直方向延伸，第四直管段43沿水平方向延伸。
42.如图3所示，作为可行的，第二直管段23在靠近第一弯曲段22的一端向靠近第二弯曲段24的一端的方向上为逐渐远离第一壳体11的轴线。第四直管段43在靠近第三弯曲段42的一端向靠近第四弯曲段44的一端的方向上为逐渐远离第二壳体31的轴线。由于第一换热器1和第二换热器3在竖直方向上的间距较小，通过上述方式可以将法兰单元的位置引出至第一换热器1和第二换热器3相对的侧面，第一接管2和第二接管4通过法兰单元能够方便的连接在一起，且法兰单元容易实现对中；其次，第一换热器1和第二换热器3之间具有足够的空间容纳第一弯曲段22、第二弯曲段24、第三弯曲段42和第四弯曲段44。
43.如图3所示，第一法兰5和第二法兰6各自沿周向方向开设有多个贯穿孔，贯穿孔中设置有连接件7以实现第一法兰5和第二法兰6的连接，第一法兰5和第二法兰6之间能够发生相对转动。连接件7一般可以采用螺栓，通过和螺母配合实现第一法兰5和第二法兰6之间的连接固定。
44.如图3所示，作为可行的，第一接管2可以使用管材弯制而成以形成第一弯曲段22和第二弯曲段24。第二接管4可以使用管材弯制而成以形成第三弯曲段42和第四弯曲段44。
在其它可行的实施方式中，第一接管2中可以连接有弯头，通过弯头形成第一弯曲段22和第二弯曲段24。同理，第二接管4中也可以连接有弯头，通过弯头形成第三弯曲段42和第四弯曲段44。
45.本技术中提供的包括第一接管2、第二接管4和法兰单元的连接结构结合了现有的空间条件，充分利用了接管本身自然弯曲(柔性)进行变形协调，在结构设计上形成了自然补偿，使连接结构成为重叠式热交换装置的第一端口12和第二端口32之间的挠性连接，进而降低了法兰单元所受的附加力，可以降低或消除法兰单元的泄漏风险。
46.在重叠式热交换装置的温差作用下，第一接管2和第二接管4的位置会发生一定的偏移，由于每一个接管上均具有至少两段弯曲段，如此增加了整个连接结构变形的可能性，提高了整个连接结构的柔性，使其具有吸收轴向位移、横向位置和角位移的能力，从而使得法兰单元中的第一法兰5和第二法兰6的相对位置基本可以保持不变，即将第一法兰5和第二法兰6之间的弯曲变形转化成扭转变形，起密封作用的端面可以依旧贴合，使得法兰单元依然保持良好的密封状态，这样就避免了第一法兰5和第二法兰6之间出现张口而发生泄漏。另外，该重叠式热交换装置结构简单紧凑，不会增加重叠式热交换装置的竖向间距，具有良好的经济性能。
47.其次，本技术中提供的包括第一接管2、第二接管4和法兰单元的连接结构能较好缓冲机械振动、地震加速度等对重叠式热交换装置造成的应力破坏，使重叠式热交换装置具有较好的抗震性和耐用性。
48.最后，本技术中提供的包括第一接管2、第二接管4和法兰单元的连接结构不改变接管在换热器壳体上的连接位置，不会对换热器的管程结构产生影响，确保换热器的传热计算和结构设计与原本普通换热器相同，从而易于该结构在新建设备上的推广。
49.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
50.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。