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CN111788452B - 用于壳管式设备的抗侵蚀装置 - Google Patents

用于壳管式设备的抗侵蚀装置 Download PDF

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CN111788452B
CN111788452B CN201880080521.9A CN201880080521A CN111788452B CN 111788452 B CN111788452 B CN 111788452B CN 201880080521 A CN201880080521 A CN 201880080521A CN 111788452 B CN111788452 B CN 111788452B
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Abstract

一种壳管式设备(10)包括围绕管束(14)的壳(12)，其中管束(14)包括多个管(16)。每个管(16)的至少一端在相应的管板孔(20)处设有与入口管板(18)的接头(26)，以用于将流体(F)引入壳管式设备(10)中。入口管板(18)设有第一侧(22)和第二侧(24)，第一侧从位于入口管板(18)上游的入口通道接收流体(F)，第二侧与第一侧(22)相反且管(16)在第二侧上连结。入口管板(18)在第二侧(24)上连接到管束(14)的每个管(16)。壳管式设备(10)包括抗侵蚀装置，该抗侵蚀装置包括用于至少一个对应管(16)的第一外管状元件(30)和第二内管状元件(32)。外管状元件(30)和内管状元件(32)两者具有与对应管(16)的纵向轴线平行的相应纵向轴线。外管状元件(30)的第一管状端(34)连接到入口管板(18)的第一侧(22)，而外管状元件(30)的第二自由管状端(36)在入口通道中延伸。内管状元件(32)插入到外管状元件(30)中，以便基本覆盖外管状元件(30)的整个内表面，且插入到对应管(16)的至少一部分中，达到超过入口管板(18)的第二侧(24)或接头(26)中离外管状元件(30)较远者的点。借助于内管状元件(32)的至少第一管状部分(42)抵靠外管状元件(30)的内表面的机械或液压扩张来使内管状元件(32)连结到外管状元件(30)。

Description

用于壳管式设备的抗侵蚀装置
技术领域
本发明涉及一种用于壳管式设备的抗侵蚀装置，且更特别地涉及一种用于壳管式设备的管板的抗侵蚀装置。
背景技术
当管侧流体的特征在于高速和两相时，因为流体载有固体颗粒或气泡，壳管式设备的入口管板(比如热交换器和化学反应器)可经受损坏和早期磨损。此类流体可引起入口管板上的局部侵蚀。来自用于乙烯生产的蒸汽裂解炉的气体为有害流体的示例：载有焦炭颗粒的处于高温和高速的裂解气体通常借助于壳管式热交换器(也称为“传输线交换器”或TLE)来冷却，该入口管板以及管到管板的接头通常遭受显著的磨损。
为了消除或减轻处理侵蚀性管侧流体的壳管式设备的入口管板的磨损，若干解决方案可用：在它们之中，套圈或套筒的使用代表(represent)主要解决方案。套圈或套筒是短管或管道，通常设有特定形状的入口和出口端，其可安装在入口管板孔和管外部或者部分或全部地安装在入口管板孔和管内部。现有技术水平下已知用于面对侵蚀问题的许多类型的套圈或套筒：这里回想它们中的几个。
例如，文献FR 2508156描述一种管状装置，该管状装置为交换管的延伸部，固定在管本身处，其代替交换管遭受侵蚀。
文献US 4103738描述一种放置在入口管板上方的穿孔板和连接到入口管板的套筒。安装牺牲性的可更换管(由穿孔板和套筒两者保持在适当位置)使得与交换管邻接。
文献US 4585057描述一种带有漏斗形延伸部的管入口引导件，其下端延伸到交换管中。管入口引导件由特定的支承件保持在适当位置。
对于传输线交换器(TLE)上的特定应用，用于面对管侧入口部分上的侵蚀的套圈或套筒设计如现有技术水平下众所周知的那样。例如，文献US 3707186描述一种套圈，其具有带有扩口形状的入口，其延伸超过管板，且其部分地嵌入到安装在管板的管侧面上的耐火衬套中。套圈的其余部分插入到相应的交换管中。套圈的出口具有比套圈中心部分的内径更大的内径。
文献US 2008/202732描述一种管状套筒和板，其连结在一起，形成带有板的套筒。将套筒的管状部分插入到管板孔和相应的交换管中，且通过滚动或液压扩张来使它扩张抵靠管。套筒的未插入到管中的端部设有板，该板相对于套筒轴线成90°角定位，覆盖管板的管侧面。
从大体的观点来看，公开了用于保护壳管式设备的入口管板免受侵蚀以外其它现象(比如过热和腐蚀)的套圈或套筒的许多其它设计。以下文献中描述一些主要示例。文献US 2001/0040024公开安装于在渗碳、渗氮或还原环境下操作的壳管式设备的入口管板的管侧上的若干形状和材料的多种套圈或套筒，其中套圈置于耐火层中。
文献DE 3022480描述一种用于保护用于氨转换器流出气体的热交换器的管板的装置。装置由两个套筒组成，一个插入到另一个中，其中外套筒由一端焊接到入口管板的管侧面且由另一端焊接到斗的室壁，且固定到外套筒的内套筒穿过管板且穿过管的第一部分。
将套圈或套筒锚定或保持在适当位置大体上是设计问题。这在
-管侧流体以高速流动且为侵蚀性的，或
-套圈安装于交换管的出口端中，或
-壳管式设备在竖直位置中且配备有套圈的管板在底部处
时特别重要。
在第一种情况下，套圈或套筒可振动或经受显著的冲击作用。在第二种情况下，套圈可从管排出，而在第三种情况下，套圈可掉落。如上文提到的文献US 3707186和US 2001/0040024中发表的，可通过使突出于管板的管侧面外部的部分嵌入到耐火层中来使套圈或套筒保持在适当位置。如上文提到的文献US 2008/202732中发表的，也可通过使套圈本体滚动或液压扩张抵靠交换管来固定套圈或套筒，或可借助于第三元件(比如支承管板(如文献US 4103738中公开的)或套筒(如文献DE 3022480中公开的))来使套圈或套筒保持在适当位置。
描述用于管板和管保护的套圈或套筒的上述文献包括优点和缺点两者。例如，对于仅与交换管邻接的套圈或套筒，潜在的缺点由未对准或关于相关内径的不同公差(其可代表对管侧流动的阻碍且因此成侵蚀和湍流的起因)所给出。而且，仅邻接的装置仅可用于上管板。
对于嵌入到耐火材料中的套圈或套筒，潜在的缺点由在更换套圈情况下难以维护所给出。而且，嵌入的套圈和耐火系统可遭受热塞(chock)。
最终，扩张抵靠交换管的套圈或套筒可在套圈安装和移除以用于维护期间对管造成损坏，且还在操作期间由于压力部分与套圈之间的不同热伸长和局部过热对管造成损坏。
发明内容
因此，本发明的一个目标在于提供一种能够以简单、廉价且特别是功能性的方式解决现有技术缺陷的用于壳管式设备的抗侵蚀装置。
详细地，本发明的一个目标在于提供一种能够最大限度地减小或避免上文提到的缺陷而不使装置本身难以检查、移除和(如果)更换的用于壳管式设备的抗侵蚀装置。
本发明的另一目标在于提供一种具有稳健且简单的创新设计的用于壳管式设备的抗侵蚀装置。
根据本发明，这些目标通过提供一种如下文中阐述的用于壳管式设备的抗侵蚀装置来实现。
特别地，这些目标通过一种包括围绕管束的壳的壳管式设备来实现。所述管束包括多个管，其中每个管的至少一端在相应的管板孔处设有与入口管板的接头，以用于将流体引入壳管式设备中。入口管板设有第一侧和第二侧，该第一侧从位于所述入口管板上游的入口通道接收流体，该第二侧与所述第一侧相反且管在该第二侧上连结。入口管板在所述第二侧上连接到管束的每个管。所述壳管式设备包括抗侵蚀装置，该抗侵蚀装置包括用于至少一个对应管的第一外管状元件和第二内管状元件。外管状元件和内管状元件两者具有与对应管的纵向轴线平行的相应纵向轴线。所述外管状元件的第一管状端连接到入口管板的第一侧，而所述外管状元件的第二自由管状端在入口通道中延伸。所述内管状元件插入到所述外管状元件中，以便基本覆盖所述外管状元件的整个内表面，且插入到对应管的至少一部分中，达到超过入口管板的第二侧或所述接头中离所述外管状元件较远者的点。借助于所述内管状元件的至少第一管状部分抵靠所述外管状元件的内表面的机械或液压扩张来使所述内管状元件连结到所述外管状元件。入口管板在所述第二侧上连接到管束的每个管，优选地使得每个管不插入到相应的管板孔中或部分地插入到相应的管板孔中。
根据本发明的抗侵蚀装置设计成用于安装在壳管式设备(比如热交换器和化学反应器)中，以用于保护入口管板、相关的管到管板的接头和管的第一部分免受管侧流体的侵蚀性作用。在管侧流体处于高温的情况下，抗侵蚀装置还可有助于减小过热。该抗侵蚀装置的特征在于，适于承受恶劣操作条件的稳健性，以及易于维护的简单设计。
对于传输线交换器(TLE)，根据本发明的抗侵蚀装置是受关注的。来自烃蒸汽裂解炉的过程气体典型地处于750-850°C，典型地以100-150m/s进入到TLE入口通道中，且载有来自烃裂解的含碳副产物。通常，此类副产物由硬颗粒构成，该硬颗粒对于入口管板的气体侧面、入口管到管板的接头以及管的第一部分是侵蚀的潜在起因。然而，根据本发明的抗侵蚀装置也可用于TLE以外的其中处于高速的两相流体(如来自流化床和燃烧器的浆料或气体)必须在壳管式设备中处理的其它服务。
附图说明
参照所附示意图，通过以下示例性且非限制性的描述，根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的特征和优点将更清楚，在所附示意图中：
图1是带有水平布置的管束的壳管式设备的示意图；
图2A是根据现有技术的壳管式设备中的管到管板的接头的第一实施例的局部截面图；
图2B是根据现有技术的壳管式设备中的管到管板的接头的第二实施例的局部截面图；
图3A-3C是示出根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的主要特征的相应局部截面图；
图4A和图4B是根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的实施例的相应局部截面图；
图5是根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的另一实施例的局部截面图；以及
图6是根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的另外实施例的局部截面图。
具体实施方式
参照图1，示出壳管式设备10，更特别为壳管式热交换器10。壳管式设备10是包括围绕管束14的壳12的类型的。虽然壳管式设备10以水平定向示出，它也可竖直定向或相对于水平表面成任何角度定向。
管束14包括多个管16。管16可为任何形状，比如U形或直的。每个管16的至少一端连结到入口管板18，该入口管板18设有相应的管板孔20，以用于将流体F引入壳管式设备10中。每个管16的所述至少一端在相应的管板孔20处设有与入口管板18的接头26。壳管式设备10还包括入口通道，该入口通道在壳12的相反侧上连接到入口管板18且与管16流体连通。
参照图2A，示出根据现有技术的管到管板的接头的第一实施例。该管到管板的接头可例如在图1中示出的类型的壳管式设备10中获得。入口管板18设有面对入口通道的管侧面22。入口管板18的管侧面22如此从位于所述入口管板18上游的入口通道接收流体F。入口管板18还设有壳侧面24，该壳侧面24通过对接端类型的焊缝26连结到每个管16。该焊缝26也称为“内孔焊缝”，因为它大体上从管板孔20制成。
在该实施例中，每个管16不插入到相应的管板孔20中，且通常具有管板孔20的直径D4基本相同的内径D3。每个管16焊接在入口管板18的壳侧面24上。入口管板18可优选地在壳侧面24上设有毂28，且因此管到管板的接头26为对接端到对接端的焊缝。
图2B示出根据现有技术的管到管板的接头的第二实施例。接头是圆角类型的，其中管16不插入到管板孔20中，或部分地插入到管板孔20中，即在管板孔20的部分长度内插入到管板孔20中。每个管16的外径D5基本等于或小于相应管板孔20的内径D4。接头26在管16的对接端与管板孔20的表面之间或在管16的外表面与管板孔20的表面之间制成。接头26从管板孔20制成，且位于入口管板18的壳侧面24附近。
图3A-3C示出根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置的一般实施例。例如，按照图2B，该抗侵蚀装置应用于管到管板的焊缝26。然而，应指出的是，根据本发明的抗侵蚀装置可适用于不同的管到管板的接头类型，其中管16在管板18的壳侧24上连结到入口管板18。例如，根据本发明的抗侵蚀装置可安装于设有图2A和图2B中代表的两种接头中的任一种的壳管式设备10中，或安装于现有技术水平下已知的任何其它管到管板的接头处，在该处管在管板的壳侧上连结到入口管板。为了简单起见，以下描述涉及图2B的管到管板的接头26，而不限制将根据本发明的抗侵蚀装置的概念应用于其它管到管板的接头。
管板18设有管侧面22，该管侧面22也表示成第一侧22。第一侧22从位于入口管板18上游的入口通道接收流体F。管板18还设有壳侧面24，该壳侧面24也表示成第二侧24。入口管板18的第二侧24与第一侧22相反，即，第二侧24相对于入口管板18的第一侧22是入口管板18的相反侧。管16在第二侧24上连结到入口管板18。入口管板18在第二侧24上连接到管束14的每个管16。管16不插入到管板孔20中，或部分地插入到管板孔20中。因此，管16不延伸穿过管板孔20。入口管板18然后在所述第二侧24上连接到管束14的每个管16，使得每个管16不插入到相应的管板孔20中或部分地插入到相应的管板孔20中。
在一些实施例中，管16不插入到管板孔20中。换句话说，管16不延伸到管板孔20中。因此，管16位于管板孔20外部。入口管板18然后在所述第二侧24上连接到管束14的每个管16，使得每个管16不插入到相应的管板孔20中。
在管16与入口管板18之间的呈焊缝26形式的接头可如图2A和图6中那样位于管板孔20外部，或可如图2B、图3A、图3C、图4A、图4B和图5中那样位于管板孔20内部。
参照图3A-3C，根据本发明的抗侵蚀装置包括两个管状元件或套圈，即，第一套圈30或外套圈以及第二套圈32或内套圈。特别地，图3A仅示出外套圈30，图3B仅示出内套圈32，且图3C示出内套圈32和外套圈30两者。外套圈30和内套圈32两者具有与对应管16的纵向轴线平行的相应纵向轴线。
外套圈30由第一管状端34连接到入口管板18的管侧面22。所述第一管状端34处的连接优选地由焊缝产生，即，外套圈30优选地由焊缝连接到入口管板18的第一侧22。然而，外套圈30也可与入口管板18成整体，即，外套圈30通过对入口管板18机加工来获得。对于TLE应用，入口管板18的管侧面22优选地由防侵蚀的特殊材料牢固地层合。在此类设计的情况下，外套圈30结果通过焊接来连接到此类层。因为外套圈30(也表示成外管状元件30)连接到入口管板18的管侧面22(即，第一侧22)，外套圈30(外管状元件30)位于管板孔20外部。外套圈30(外管状元件30)不插入到管板孔20中。换句话说，外套圈30(外管状元件30)不延伸到管板孔20中。
外套圈30的第二管状端36能够自由在壳管式设备10的入口通道中延伸且可具有任何形状。优选地，该第二自由管状端36成斜角或设有漏斗形状，以便最大限度地减小管侧流体F的冲击且以更规律的方式输送流体F。外套圈30的内径D6可基本等于或大于管板孔20的直径D4。在不同的管到管板焊缝的情况下，外套圈30的内径D6可基本等于或大于管16的外径D5。
外套圈30是稳健的，带有厚度T1，厚度T1可基本等于管16的厚度。任何构造材料可用于外套圈30，诸如任何金属材料。在优选设计中，此类材料应为碳钢、低合金钢或镍合金。换句话说，外管状元件(30)可用选自于由碳钢、低合金钢和镍合金组成的集合的材料来制造。外套圈30可具有约在50mm至200mm范围内的轴向长度L5(不包括第二自由管状端36)。
内套圈32具有包括相应管状端38和40的总轴向长度L1，使得内套圈32在对应于其第一管状端38的第一侧处延伸到管16中，达到至少超过管到管板的接头26的点。优选地，内套圈32延伸到管16中，达到超过入口管板18的壳侧面24或管到管板的接头26(取决于壳侧面24和接头26中哪个离外套圈30更远)的点。如此，优选地，内套圈32延伸到管16中，达到超过入口管板18的壳侧面24和管到管板的接头26两者的点。内套圈32在对应于其第二管状端40的相反侧处延伸直至达到第二自由管状端36或超过外套圈30的所述第二自由管状端36。
内套圈32的特征在于两个外径。第一外径D7涉及在全部或大部分长度内插入到外套圈30中的内套圈32的第一管状部分42，而第二外径D8涉及在全部或大部分长度内插入到管16中的内套圈32的第二管状部分44。取决于管到管板的接头26以及内套圈32的最终设计，第一外径D7和第二外径D8可基本相等或不同。在第一外径D7和第二外径D8不同的情况下，第二外径D8小于第一外径D7，且第一管状部分42连接到第二管状部分44，优选地借助于内套圈32的锥形或伪锥形过渡部分46。过渡部分46(如果有)设计成最大限度地减小流体F的湍流和冲击。在第一外径D7和第二外径D8基本相等的情况下，比如例如在图6中示出的抗侵蚀装置的实施例中，不存在过渡部分46，且第一管状部分42和第二管状部分44直接连接，形成单个直的管状部分。内套圈32的第二管状部分44的第二外径D8小于或基本等于管16的内径D3。第二管状部分44的第二外径D8优选地尽可能接近于管16的所述内径D3(取决于机械公差)。
较接近于外套圈30的第二自由管状端36放置的内套圈32的第二管状端40可具有任何形状。优选地，内套圈32的第二管状端40成斜角或具有漏斗形状，以便最大限度地减小流体F的湍流和冲击。离外套圈30的第二自由管状端36较远放置的内套圈32的第一管状端38也可具有任何形状。优选地，内套圈32的第一管状端38成斜角或具有漏斗形状，以便最大限度地减小流体F的湍流。内套圈32由金属材料制成。内套圈32优选地由耐侵蚀的材料(诸如高含量镍合金)制成。备选地，内套圈32可由普通的碳钢或低合金钢制成，且因此内套圈32用作随时间更换的牺牲性元件。换句话说，内管状元件32可用选自于由碳钢、低合金钢和高含量镍合金组成的集合的材料来制造。
如图3C中示出的，内套圈32插入到外套圈30中，以便基本覆盖其整个内表面，且插入到管16的至少一部分中。借助于内套圈32的第一管状部分42或所述第一管状部分42的主要部分抵靠外套圈30的内表面的机械或液压扩张来使内套圈32连结到外套圈30。实际上，内套圈32在长度L2内扩张抵靠外套圈30，长度L2优选地短于外套圈30的轴向长度L5。长度L2还优选地短于第一管状部分42的总轴向长度。
根据优选设计，内套圈32的第二管状端40遵循外套圈30的第二自由管状端36的形状，以便覆盖外套圈30的其中流体F可冲击的部分。图3C示出内套圈32的过渡部分46。如本领域的任何技术人员可意识到的，当管板孔直径D4大于管16的内径D3时，此类过渡部分46是必要的。过渡部分46的长度L4由设计者根据入口管板18和相应管16的尺寸来确定。还确定过渡部分46的长度L4以便减小引发的湍流。还应注意的是，即使存在过渡部分46，由于第二管状部分44相对于第一管状部分42厚度的较大厚度，第二管状部分44和第一管状部分42可具有基本相等的内径。在全部或大部分长度内插入到管16中的第二管状部分44的长度L3由设计者根据管16内部侵蚀的风险来确定。还确定第二管状部分44的长度L3以便平稳流体F的湍流。
如图4A中示出的，外套圈30可在其内表面上设有一个或多个凹槽或凹陷48，该凹槽或凹陷48设计成得到内套圈32更牢固的固定。根据此类设计，内套圈32的第一管状部分42在长度L2内扩张抵靠外套圈30的内表面，且在凹槽或凹陷48处，内套圈32被迫穿入到凹槽或凹陷48中。
如图4B中示出的，内套圈32除了扩张抵靠外套圈30以外还可通过外套圈30的第二自由管状端36与内套圈32的第二管状端40之间的焊缝50来焊接到外套圈30。相应地，焊缝50的材料是耐侵蚀的。
根据抗侵蚀装置的另一实施例，内套圈32除了扩张抵靠外套圈30以外还可扩张抵靠管16。实际上，在全部或大部分长度内插入到管16中的第二管状部分44的长度L3的部分机械或液压地扩张。在图5中示出的此类设计的情况下，外套圈30优选地设有产生在外套圈30的一部分中的槽或孔52，其中内套圈32不扩张抵靠外套圈30，以便使内套圈32与外套圈30、管板孔20和管16之间的空间通风(vent)。外套圈30可在外套圈30的一部分中在入口管板18的管侧面22附近设有槽或孔52。
根据上文描述，由壳管式设备10处理的侵蚀性流体F由包括外套圈30和内套圈32的抗侵蚀装置输送。抗侵蚀装置收集远离入口管板18的流体F，且因此减小流体F对入口管板18的管侧面22的冲击。而且，在外套圈30或内套圈32设有漏斗形第二管状端40的情况下，可进一步减小或甚至消除流体F对入口管板18的冲击。取决于相应的轴向长度L5，外套圈30还具有减小流在到达入口管板18和管16之前湍流的重要功能。
内套圈32保护外套圈30、管板孔20、管到管板的接头26和管16的第一部分免受流体F的直接冲击且因此免受侵蚀。因为流体F平缓地沿着外套圈30和内套圈32导引和输送使得减小湍流，气体的侵蚀性作用也减小。在流体F处于高温的情况下，管侧传热系数也减小，且局部过热的风险也减小。
从构造规范的观点来看，外套圈30可被认为是非压力部分。结果，可在没有特定程序的情况下修理或更换外套圈30。此类外套圈30是稳健的且可承受来自流体F或内套圈32扩张的高剪切应力或负载。内套圈32也不是压力部分。因此，内套圈32可容易移除和(如果)更换，而不影响入口管板18。
从传热的观点来看，留在内套圈32与管板孔20或管16中间的空间是有益的，因为它用作热障。如果必要，此类空间可由隔热材料填充其中。备选地或另外，如果必要，内套圈32的外表面也可用隔热材料涂覆。
如此看出，根据本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置实现先前概述的目标。
如此构想的本发明的用于壳管式设备的抗侵蚀装置在任何情况下容许多种修改和变型(全都落入相同的发明构思内)；另外，所有细节可由技术上等同的元件所替代。在实践中，所使用的材料以及形状和尺寸可根据技术要求为任何类型的。

Claims (15)

1.壳管式设备(10)，所述壳管式设备(10)包括围绕管束(14)的壳(12)，其中所述管束(14)包括多个管(16)，其中每个管(16)的至少一端在相应的管板孔(20)处设有与入口管板(18)的接头(26)，以用于将流体(F)引入所述壳管式设备(10)中，其中所述入口管板(18)设有第一侧(22)和第二侧(24)，所述第一侧(22)从位于所述入口管板(18)上游的入口通道接收所述流体(F)，所述第二侧(24)与所述第一侧(22)相反且所述管(16)在所述第二侧(24)上连结，且其中所述入口管板(18)在所述第二侧(24)上连接到所述管束(14)的每个管(16)，使得每个管(16)不插入到所述相应的管板孔(20)中或部分地插入到所述相应的管板孔(20)中，所述壳管式设备(10)的特征在于，它包括抗侵蚀装置，所述抗侵蚀装置包括用于至少一个对应管(16)的外管状元件(30)和内管状元件(32)，其中所述外管状元件(30)和所述内管状元件(32)两者具有与所述对应管(16)的纵向轴线平行的相应纵向轴线，其中所述外管状元件(30)的第一管状端(34)连接到所述入口管板(18)的第一侧(22)，而所述外管状元件(30)的第二自由管状端(36)在所述入口通道中延伸，其中所述内管状元件(32)插入到所述外管状元件(30)中，以便基本覆盖所述外管状元件(30)的整个内表面，且插入到所述对应管(16)的至少一部分中，达到超过所述入口管板(18)的第二侧(24)或所述接头(26)中离所述外管状元件(30)较远者的点，且其中借助于所述内管状元件(32)的至少第一管状部分(42)抵靠所述外管状元件(30)的内表面的机械或液压扩张来使所述内管状元件(32)连结到所述外管状元件(30)。
2.根据权利要求1所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述外管状元件(30)的第二自由管状端(36)具有成斜角或漏斗的形状。
3.根据权利要求1或2所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)具有第一管状端(38)和第二管状端(40)，所述第一管状端(38)插入到所述对应管(16)中，所述第二管状端(40)延伸直至达到所述外管状元件(30)的第二自由管状端(36)或超过所述外管状元件(30)的第二自由管状端(36)。
4.根据权利要求3所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)的所述第一管状端(38)或所述内管状元件(32)的所述第二管状端(40)中的至少一个具有成斜角或漏斗的形状。
5.根据权利要求3所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)的所述第二管状端(40)遵循所述外管状元件(30)的所述第二自由管状端(36)的形状，以便覆盖所述外管状元件(30)的其中所述流体(F)可冲击的部分。
6.根据权利要求3所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)通过所述外管状元件(30)的所述第二自由管状端(36)与所述内管状元件(32)的所述第二管状端(40)之间的焊缝(50)来焊接到所述外管状元件(30)，其中所述焊缝(50)是耐侵蚀的。
7.根据权利要求3所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)具有第一外径(D7)和第二外径(D8)，所述第一外径(D7)对应于插入到所述外管状元件(30)中的所述第一管状部分(42)，所述第二外径(D8)对应于在其全部或大部分长度内插入到所述对应管(16)中的所述内管状元件(32)的第二管状部分(44)。
8.根据权利要求7所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述第二外径(D8)小于所述第一外径(D7)，且所述第一管状部分(42)借助于所述内管状元件(32)的过渡部分(46)连接到所述第二管状部分(44)。
9.根据权利要求8所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述过渡部分(46)具有锥形或伪锥形形状。
10.根据权利要求1或2所述的壳管式设备(10)，其特征在于，每个管(16)的管外径(D5)基本等于或小于所述相应的管板孔(20)的孔内径(D4)。
11.根据权利要求7所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述第一外径(D7)和所述第二外径(D8)基本相等，且所述第一管状部分(42)和所述第二管状部分(44)直接连接，形成单个直的管状部分。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的壳管式设备(10)，其特征在于，借助于所述第二管状部分(44)的至少一部分抵靠所述管(16)的内表面的机械或液压扩张来使所述内管状元件(32)连结到所述管(16)。
13.根据权利要求12所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述外管状元件(30)设有产生在所述外管状元件(30)的一部分中的槽或孔(52)，其中所述内管状元件(32)不扩张抵靠所述外管状元件(30)。
14.根据权利要求1或2所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述内管状元件(32)在一定长度(L2)内扩张抵靠所述外管状元件(30)，所述长度(L2)短于所述外管状元件(30)的轴向长度(L5)。
15.根据权利要求1或2所述的壳管式设备(10)，其特征在于，所述外管状元件(30)在其所述内表面上设有一个或多个凹槽或凹陷(48)，所述凹槽或凹陷(48)设计成得到所述内管状元件(32)的牢固固定，其中当所述内管状元件(32)扩张抵靠所述外管状元件(30)时，所述内管状元件(32)被迫穿入到所述凹槽或凹陷(48)中。
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