热器外导流筒的结构设计分析与改进.pdf

静设备 石油化工设备技术，2007，28(4)·1· Petro-Chemical Technology Equipment 换热器外导流筒的结构设计分析与改进 郭雪华，段 瑞 (中国石化工程建设公司，北京100101) 摘 耍：详细阐述了换热器外导流筒的结构设计原则，并深入分析了各结构尺寸的计算方法和相互制约 的关系。作者结合工程实践，提出了外导流筒结构形式的改进意见，为实际工程设计提供了借鉴。 关键词：外导流筒；结构设计；强度，应力梯度；优化 中图分类号：TE965文献标识码：B文章编号：1006—8805(2007)04—0001—03 随着石化装置的大型化，带外导流筒换热器 的应用日趋增多。外导流筒的引入可以在不增加 整体壳程直径的前提下，有效地加大换热器进 (出)料管口的尺寸，从而降低物料在进出口处的 压降、增大设备的处理能力。 带外导流筒的换热器尤其适用于进料管内介 质流速高、创2值大、且容易引起管束振动的场合。 由于不受传统管壳式换热器出人口处最小流通面 折流板缺边 积的限制，换热器管板的布管数量可以明显增加。 换热器外导流筒在设计上有许多特殊之处，各结 图1外导流筒结构示意 构尺寸间的关联度很大，目前国内关于这方面的 1．2外导流筒的宽度B 文献还较少。文献[1]曾对此做过有益的探讨。 外导流筒的宽度B，即两个环板内侧之间的 本文将结合工程实践，对外导流筒的结构设计做 距离，需考虑入口接管处的流通面积、接管的开孔 更进一步的分析。 补强等两个方面的因素。 1外导流筒的结构设计及分析 (1)结构要求 1．1外导流筒的高度日 接管处环形间隙的流通面积At必须要大于 外导流筒的高度H，即内衬筒内表面到外筒 接管的横截面积A。。即： 内表面的间距，见图1。GBl51--1999《管壳式换 A1一K1Ao(Kl=1．1～1．3) 热器》认为：“当接管外径200mm时，间距不小 因为 A1=2BH；Ao=ndZf／4 于75mm”。而在实际工程中进出料接管的外径 故有 B=0．39Kld；／H 常远大于200mm，H的取值应该审慎考虑。 式中：di——接管的内径，mm。 由于物料将由接管流人内衬筒与外筒、环板 (2)接管开孔补强要求 组成的环形空间中，因此必须满足流通面积的要 外导流筒上的进出料接管通常直径都较大， 求。内衬筒同样要起到防冲板的作用，因此应有：