Cr-Mo钢复合管板U形管换热器合理化设计.pdf

■论文广场 石2O油15和年化第工18设卷备 一 Cr-Mof~复合管板U形管换热器的合理化设计 穆传冰 (北京首钢国际工程技术有限公司，北京 100043) [摘 要]根据给定的高温中压过热蒸汽及腐蚀性导热油介质条件，设计了适用于该工况下的Cr—Mo钢复合管板u形管换热 器，并对设计过程中材料选择 、结构设计、强度校核计算、制造检验等环节进行 了相关阐述，给出了设计建议 ，并利用 Inventar软件对U形管换热器进行了三维参数化建模 [关键词]Cr—Moil1；复合管板；u形管换热器；设计 换热器是实现物料之 间热量传递过程 的设 同浮头就可在壳体 内自由伸缩 ，从而解决热补偿 备，为石油化工和其他工业部 门广泛应用 的工艺 问题 。另外 ，由于固定端 的管板是 以法兰与壳体 单元操作设备…。 目前使用最广泛的是列管式换 相连接的，因此管束可 以从壳体 中抽 出，便于清 热器，又称管壳式换热器 。它的主要优点是单位 洗和检修 ，但结构 比较复杂 。金属耗量多，造价 体积所具有的传热面积较大且传热效果好 ；结构 较高 。 简单，制造材料范围广，适应性强；尤其是在高 某工程采用中压蒸汽加热导热油的工艺流程 温、高压和大型装置 中的采用更为普遍 ]。列管 进行脱苯操作，需要设计一台管壳式换热器。本 式换热器 中，由于冷热两流体温度不同，使壳体 文将从结构选型、材料选择 、设计计算、制造检 和管束的温度也不 同，它们的热膨胀程度也有差 验等方面论述该换热器设计过程并对有关 问题进 别。若两流体的温度相差较大时，可能由于应力 行分析讨论。 而 引起设备变形 ，甚至弯 曲和断裂 ，或管子从管 板上松脱 。因此必须采用适当的温差补偿措施 ， 1换热器结构选型 消除或减小热应力。根据采取热补偿方法的不 换热器的介质工况见表l所示。 同，列管换热器可分为以下几种主要型式 ]。 表l 介质工况条件 (1)固定管板式。固定管板式即两端管板和壳 体连接成一体的结构形式 ，具有结构简单和造价 名称 数量 低廉 的优点，但壳程清洗 困难，壳程流体应为较 导热油温度 ℃ 200 清洁且不容 易结垢 的物料 。当两流体 的温度差较 导热油压力 MPa 1 大时，加装膨胀节来进行热补偿 ，以适应外壳和 蒸汽温度 。C 450 管束的不同热膨胀 ，但此方法在高温高压场合不 蒸汽压力 MPa 4 能使用。 1．1换热器主体结构选择 f2)u形管换热器。u形管换热器每根管子都弯 由表1所列介质情况判断，两种介质温差较 成u形，管子两端均固定在同一管板上，因此每根