本發(fā)明涉及熱交換設(shè)備，具體涉及一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，該裝置特別適用于化工、制藥、石油煉化等行業(yè)中高壓力（可達5.0mpa）、高溫（可達500℃）介質(zhì)的換熱場景。
背景技術(shù)：
1、螺旋板換熱器因其結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高而廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。然而，現(xiàn)有的螺旋板換熱器普遍存在以下缺陷：
2、1、傳統(tǒng)設(shè)計中，中間芯體結(jié)構(gòu)的端部密封處理困難。特別是對于貫通型螺旋板換熱器，其中間芯體作為一側(cè)介質(zhì)的引入通道，端板需要開孔與接管直接焊接時，遇中高壓力、高溫時因熱應(yīng)力導致密封失效，容易引發(fā)介質(zhì)泄漏。
3、2、傳統(tǒng)螺旋板式換熱器端板為橡膠墊加平蓋密封緊固，在高溫高壓環(huán)境下易老化引發(fā)介質(zhì)泄漏，難以滿足5.0mpa、500℃等高參數(shù)工況下的長期可靠運行要求，存在較大的安全隱患和維護成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)端部密封性能差、難以適應(yīng)高溫高壓工況的技術(shù)問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
3、一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，所述可拆式螺旋板換熱器包括外筒體、外筒體兩端設(shè)置的設(shè)備大法蘭、與設(shè)備大法蘭可拆卸連接的設(shè)備大平蓋、設(shè)置于外筒體內(nèi)的螺旋體及螺旋體中間的芯體，芯體采用圓筒，其特征在于：所述芯體上端采用球形端板密封，芯體下端采用三級密封結(jié)構(gòu)的可拆式密封緊固裝置。
4、進一步地，所述密封緊固裝置包括：
5、設(shè)置于設(shè)備大法蘭與設(shè)備大平蓋之間的設(shè)備大齒形墊片，設(shè)備大法蘭、設(shè)備大齒形墊片及設(shè)備大平蓋形成一級密封結(jié)構(gòu)；
6、密封連接于芯體下端的圓形端板，圓形端板中間開孔固定連接接管，圓形端板下端面開設(shè)環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)嵌設(shè)小齒形墊，設(shè)備大平蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置襯板，圓形端板、小齒形墊與襯板形成二級密封結(jié)構(gòu)；
7、位于設(shè)備大平蓋下方的壓緊環(huán)，設(shè)備大平蓋中間開設(shè)中央通孔，壓緊環(huán)外徑大于所述中央通孔直徑，壓緊環(huán)與圓形端板下端面通過若干均布的螺栓組連接，螺栓組中部穿過中央通孔，壓緊環(huán)上端面開設(shè)兩端具有遺留槽的第一環(huán)狀半圓槽，設(shè)備大平蓋下端面上對應(yīng)于第一環(huán)狀半圓槽開設(shè)兩端具有遺留槽的第二環(huán)狀半圓槽，第一環(huán)狀半圓槽、第二環(huán)狀半圓槽內(nèi)嵌設(shè)圓形密封環(huán)，圓形端板、螺栓組、設(shè)備大平蓋、圓形密封環(huán)、壓緊環(huán)形成三級密封結(jié)構(gòu)。
8、進一步地，所述螺栓組為預緊力分配螺栓組。
9、進一步地，所述圓形端板下端面與螺旋體下端面齊平，所述球形端板上端面與螺旋體上端面之間留有間隙。
10、進一步地，所述設(shè)備大齒形墊片、小齒形墊為金屬齒形墊片，所述圓形密封環(huán)為耐高溫高壓、耐腐蝕非金屬墊片。
11、進一步地，所述接管下端依次穿過設(shè)備大平蓋、壓緊環(huán)后連接冷側(cè)進口法蘭。
12、進一步地，所述螺旋體端面比設(shè)備大法蘭密封面高出2.5mm，設(shè)備大法蘭密封面緊密貼合設(shè)備大齒形墊片。
13、進一步地，所述螺旋體由兩張平行金屬板焊接在芯體上卷制而成，金屬板間設(shè)有定距柱，其中一張金屬板上下翻邊，形成貫通通道與封閉通道，所述封閉通道兩端通過翻邊焊接密封，靠近芯體的封閉通道端面用扁鋼焊接密封；靠近封閉通道的芯體側(cè)壁上均勻開若干冷介質(zhì)流通孔。
14、進一步地，所述外筒體一側(cè)設(shè)置管箱，管箱上部設(shè)置冷側(cè)出口，下部設(shè)置熱側(cè)進口，管箱內(nèi)設(shè)置堵板，堵板將管箱內(nèi)腔分隔為上腔體和下腔體，上腔體分別與封閉通道和冷側(cè)出口連通，下腔體分別與貫通通道和熱側(cè)進口連通；位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋中間設(shè)置熱側(cè)出口，熱側(cè)出口與貫通通道連通。
15、進一步地，位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋上設(shè)置熱側(cè)排凈口，位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋上設(shè)置熱側(cè)排放口，外筒體側(cè)壁上還設(shè)有冷側(cè)排凈口、冷側(cè)排放口，冷側(cè)排凈口位于冷側(cè)出口上方，冷側(cè)排放口位于熱側(cè)進口下方，熱側(cè)排凈口、熱側(cè)排放口均與貫通通道連通，冷側(cè)排凈口、冷側(cè)排放口均與封閉通道連通。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：
17、（1）本發(fā)明采用三級強化密封結(jié)構(gòu)，使得該裝置能夠可靠地應(yīng)用于工作壓力高達5.0mpa、工作溫度高達500℃的極端工況，極大地拓展了可拆式螺旋板換熱器的應(yīng)用范圍，滿足了化工、石油煉化等領(lǐng)域?qū)Ω邊?shù)換熱設(shè)備的需求。
18、（2）本發(fā)明的三級密封結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，實現(xiàn)了動態(tài)壓力補償與極低泄漏率；第一級密封實現(xiàn)大面積初步密封，第二級密封針對介質(zhì)入口點進行強化，第三級密封通過獨立的預緊力分配螺栓組，在設(shè)備大平蓋可能發(fā)生形變時，仍能對第二級密封施加穩(wěn)定、可控的壓緊力，實現(xiàn)了動態(tài)壓力補償，有效解決了傳統(tǒng)單級密封在壓力、溫度波動下易失效的痛點，可將芯部結(jié)構(gòu)的泄漏率較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)降低50%以上，確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行和安全性。
19、（3）本發(fā)明采用的壓緊環(huán)與預緊力分配螺栓組協(xié)同作用，使得作用在核心密封點小齒形墊上的壓力不再完全依賴于設(shè)備大法蘭的螺栓預緊力，從而隔離了外部因素對核心密封的干擾。配合圓形密封環(huán)的均勻受力特性，能夠?qū)⒚芊饷娴膲毫Σ▌臃秶刂圃凇?%以內(nèi)，提供了遠高于常規(guī)設(shè)計的密封穩(wěn)定性，密封壓力波動極小化。
20、（4）本發(fā)明的該三級密封緊固裝置將復雜的密封功能集成于芯體下端與設(shè)備大平蓋之間，結(jié)構(gòu)緊湊，不額外占用過多空間；同時，由于采用可拆式結(jié)構(gòu)（螺栓連接），設(shè)備的安裝、檢修和內(nèi)部清洗非常方便，只需拆裝設(shè)備大法蘭上的螺栓和預緊力分配螺栓組，即可對芯體及密封元件進行維護或更換，降低了全生命周期的運維成本。
21、（5）本發(fā)明解決高溫高壓下的密封難題，有效防止了危險介質(zhì)泄漏引發(fā)的安全、環(huán)保事故及設(shè)備腐蝕，顯著提升了螺旋板換熱器整體的運行可靠性和使用壽命。
1.一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，所述可拆式螺旋板換熱器包括外筒體、外筒體兩端設(shè)置的設(shè)備大法蘭、與設(shè)備大法蘭可拆卸連接的設(shè)備大平蓋、設(shè)置于外筒體內(nèi)的螺旋體及螺旋體中間的芯體，芯體采用圓筒，其特征在于：所述芯體上端采用球形端板密封，芯體下端采用三級密封結(jié)構(gòu)的可拆式密封緊固裝置；所述密封緊固裝置包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述螺栓組為預緊力分配螺栓組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述圓形端板下端面與螺旋體下端面齊平，所述球形端板上端面與螺旋體上端面之間留有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述設(shè)備大齒形墊片、小齒形墊均為金屬齒形墊片，所述圓形密封環(huán)為耐高溫高壓、耐腐蝕非金屬墊片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述接管下端依次穿過設(shè)備大平蓋、壓緊環(huán)后連接冷側(cè)進口法蘭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述螺旋體端面比設(shè)備大法蘭密封面高出2.5mm，設(shè)備大法蘭密封面緊密貼合設(shè)備大齒形墊片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述螺旋體由兩張平行金屬板焊接在芯體上卷制而成，金屬板間設(shè)有定距柱，其中一張金屬板上下翻邊，形成貫通通道與封閉通道，所述封閉通道兩端通過翻邊焊接密封，靠近芯體的封閉通道端面用扁鋼焊接密封；靠近封閉通道的芯體側(cè)壁上均勻開若干冷介質(zhì)流通孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：所述外筒體一側(cè)設(shè)置管箱，管箱上部設(shè)置冷側(cè)出口，下部設(shè)置熱側(cè)進口，管箱內(nèi)設(shè)置堵板，堵板將管箱內(nèi)腔分隔為上腔體和下腔體，上腔體分別與封閉通道和冷側(cè)出口連通，下腔體分別與貫通通道和熱側(cè)進口連通；位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋中間設(shè)置熱側(cè)出口，熱側(cè)出口與貫通通道連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可拆式螺旋板換熱器芯部結(jié)構(gòu)的密封緊固裝置，其特征在于：位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋上設(shè)置熱側(cè)排凈口，位于外筒體上端一側(cè)的設(shè)備大平蓋上設(shè)置熱側(cè)排放口，外筒體側(cè)壁上還設(shè)有冷側(cè)排凈口、冷側(cè)排放口，冷側(cè)排凈口位于冷側(cè)出口上方，冷側(cè)排放口位于熱側(cè)進口下方，熱側(cè)排凈口、熱側(cè)排放口均與貫通通道連通，冷側(cè)排凈口、冷側(cè)排放口均與封閉通道連通。