单股流缠绕管式热交换器模拟件制造.pdf

第41卷第4期
石油化工设
Vol 44 No 4
2015年7月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
July 2015
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制造技术
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文章编号:1000-7466(2015)04-0068-04
单股流缠绕管式熬交换醫模拟件制造
叶海,范飞,李建仓,李世昆
州兰石能源装备工程研究院有限公司,甘肃兰州730050)
摘要:通过单股流缠绕管式热交换器模拟件的制造,对绕管工及核心部件的成型工序进行了介
绍,并确定了单股流缠绕管式热交換器的成型工艺
关鍵词:缠绕管式热交换器;绕管体;绕管机:成型;制造
中图分类号:TQ050.6;TE965文献标志码:Bdoi:10.3969/j,isn.1000-7466.2015.04.015
Fabrication of Simulator for Single-stream Spiral-wound Tube Heat Exchanger
YE Hai, FAN Fei, LI Sian-cang LI Shi-kun
(Ianzhou LS Energy Equipment Engineering Research Institute Co. Ltd
Lanzhou 730050, China)
Abstract: Through the fabrication of simulator for single-stream spiral-wound tube heat ex
changer, the tube winding machine and forming process of core components are focused on the
fabrication technology of the single-stream spiral-wound heat exchanger is determined
Key words: spiral-wound tube heat exchanger; tube bundle; tube winding machine; forming;
fabrication
缠绕管式热交换器是在设备的中心简体上将换天然气液化、煤气化、乙烯工程及核工业等领域2
热管以一-定的螺旋角缠绕而成,相邻炳层换热管反目前,该类型的热交换器虽然乜逐渐国产化,但具备
向缠绕,并通过垫条使同层换热管、相邻层换热管研制能力的厂家极少。
分别保持一定的管间距、层间距而形成的一种新型
文中以单股流缠绕管式热交换器模拟件的制造
间壁式热交换器。
成型为重点,介绍对其核心部件的成型工艺进行验
与传统的间壁式热交换器相比,缠绕管式热证的情况。
交换器其有以下优点:①换热管盘绕后通过中心
单股流缠绕管式热交换器模拟件设计参
筒体支撑去除了折流板,使得其结构更加紧湊
数和结构特点
②旋状换热管所带有的挠性极大地避免了热膨
胀造成的温差应力,不必额外增设柔性补偿元件。
单股流缠绕管式热交换器主要由中心筒体、换
③螺旋状的换热管长度远大于热交换器的长度,热管、垫条、管箍、夹套及上、下连接器等零部件组成
极大地增加了换热面积及换热时间,换热效率显的绕管体和壳体两大部件组成,其模拟件的设计参
著提高。
数详见表1,内部结构简图及主体部件绕管体的结
缠绕管式热交换器广泛应用于空气液化分离、构示意图见图1
收稿日期:2015-03-25
作者简介:叶海(1986-),男,甘肃武威人,工程师,学士,从事压力容器的研发及设计工作
第4期
叶海,等:单股流缠绕管式热交换器模拟件制造
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表1单股流缠绕管式热交换器参数
2.2垫条
参数
壳程
管程
垫条沿着中心筒体的轴向均匀布置在每层换热
介质
富甲醇
贫甲醇
工作压力/MPa
4.40
管的绕管中心圆上,其中异形垫条上分布着一定间
工作温度(进/出)/C-37.73/34.80
12.00/-31.44
距且与换热管外径相适配的凹槽,该凹槽既能固定
设计压力/MPa
1.60
8.40
换热管绕制后不产生窜动,同时兼定距作用,使绕制
设计温度/C
55.0~60.0
55.0~-60.0
主要受压元件
S30408/S30408
后的换热管管间距均匀。
S30408
气压试验压力/MPa
9,24
为保证每层换热管的绕管中心圆直径符合要
水压试验压力/MPa2.0(立)/2.2(卧)
求,异形垫条的加工应选择板料冲铣法为宜,凹槽所
公称换热面积/m2
395.0
在圆的直径按正偏差加工,要求宜大不宜小。四槽
所在圆的定位尺寸要求宜小不宜大,且四槽边缘去
除毛刺、倒圆角,避免损仿换热管。平垫条厚度决定
各层换热管的层间距,加工时应选择厚度均匀的板
条。异形垫条和平垫条加工后都应进行校直、校平
2.3套管连接管
套管与上、下连接管宜采用能够保证端面平行
度的锯床进行加工,其中套管与上连接管装配部分
的尺寸按间隙配合加工,套管的外直径按负偏差加
工,上连接管的内直径按正偏差加工。
套管与上连接管加工后应演装配合,并配钻销
?
轴孔
3绕管工装
绕管机是缠绕管式热交换器制作过程中最重要
的专用工装设备.主要由绕管车、对辊支撑及主机三
(a)内部结构
(b)绕管体
部分组成,结构示意图见图2
1.管箱2.中心筒体3.夹套4.套管5.销轴
6.上连接管7.垫条8.换热管9.下连接管
图1单股流缠绕管式热交换器主要结构简图
2影响装配精度的零部件备制
与传统的热交换器相比,缠绕管式热交换器的
1.主机2.绕管车3.绕管体4.对辊支撑
内部结构除了绕管体与普通热交换器的管東在结构
图2绕管工装示图
上存在着根本差异外,其余零部件的类型均大致相
绕管机工作原理:主机旋转带动绕管体回转,同
同。其中,绕管体零部件的加工精度要求更高,对
时绕管车沿着绕管体的轴向水平移动实现换热管的
些影响绕管成型质量的零部件,在制作时应特别注缠绕。绕管机可自制或外购,其参数主要由绕管体
意尺寸精度
的特性决定,对其主要要求为:应能达到绕管体的制
2.1环板
造精度要求,运行时须启、停自如,运行平稳并保证
环板布置在中心筒体端部,上下端各2块,通过低速重载及可急停等。
焊接将上、下连接管与中心筒体连接起来。
绕管车的轴向最大行程、升降范围、绕管转速、
为确保组焊后上下连接管同心,加工环板时应绕管最大直径等至少要满足绕管体的几何特性。对
确保:①内环尺寸以恰好装入连接管外圆为宜,外环辊支撑应在管板的有效支撑范围内,为适应不同直
尺寸以刚好嵌入中心筒体内圆为宜。②环板内外环径的工件,对辊支撑可设置螺杆调节结构调整滚轮
坡口应经车削加工,保证与连接管和中心筒体装配间距。绕管机主机与管板应采用卡盘连接为宜,由
间隙均匀,车削加工后进行校平处理
于绕管体绕制过程中质量逐渐增大,为使绕管过程