双管双管板热媒热交换器(安全热交换器).pdf

第 4 1 卷 第 4期 2 0 1 2年 7月 石油化工设备 PE TRO CHEMI CAL EQUI PMENT 文章 编 号 ：1 0 0 0 7 4 6 6 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 8 7 0 4 V0141 NO 4 J u l y 2 0 1 2 双管双管板热媒热 交换器 ( 安全热交换器 ) 朱 敏 ( 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 ，甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0 ) 摘 要 ：双管 双管板 热媒 热 交换 器是 近代在 双 管板 基 础 上发 展起 来的 一 种新 型 管 壳式 热 交换 器 ， 也 称 安全 热 交换 器， 适 用 于管 、 壳程介 质严 禁掺 混的 场合 。结 合 双 管板 热 交换 器， 对 双 管双 管板 热 媒 热交换器的有 关要点做 了简要介绍， 可为此类热交换器的设计 、 制造及使用者提供一定的参考。 关 键词 ：管壳式热交换器；双管板 ；双管；热媒；应用 中图分 类号 ：T Q 0 5 1 8 文献 标志码 ： B I n t r o d u c t i o n t o He a t M e d i u m He a t Ex c h a n g e r Co n s t r u c t e d wi t h Do u b l e Tu b e a n d Do u b l e Tu b e s h e e t( S a f e He a t Ex c h a n g e r ) ZHU M i n ( La np e c Te c h no l o gi e s Li mi t e d，La n z h ou 7 3 0 07 0，Ch i na ) Ab s t r a c t ：He a t me d i u m h e a t e x c h a n g e r c o n s t r u c t e d wi t h d o u b l e t u b e a n d d o u b l e t u b e s h e e t i s a n e w t y pe o f t ub ul a r he a t e x c h a ng e r d e v e l o pe d on t he ba s i s o f d ou bl e t ube s h re e t t yp e i n r e c e nt l y t i me s ，i t i s a l s o c a l l e d s a f e h e a t e x c h a n g e r Th i s k i n d o f h e a t e x c h a n g e r i s a b l e t o b e a p p l i e d t o s uc h o c c a s i o ns whe r e t h e f l ui d i S s t r i c t l y p r ohi bi t e d t o bl e n d a n d mi x be t we e n t u be s i de a n d s he l 1 s i d e Ba s e d o n d o u b l e t u b e s h e e t h e a t e x c h a n g e r ，s o me k e y p o i n t s o f d e s i g n i n g ： a n d ma n u f a c t u r i n g f or he a t m e di um he a t e x c h a ng e r a r e i nt r o d uc e d，S O i t c a n b e a r e f e r e nc e f o r de s i gn e r ，m a nuf a c t ur e r a nd u s e s f o r t h i s k i nd o f he a t e xc ha ng e r Ke y wo r d s：t u b u l a r h e a t e x c h a n g e r ；d o u b l e t u b e s h e e t ；d o u b l e t u b e ；h e a t me d i u m；a p p l i c a t i o n 管壳式热交换器管程介质和壳程介质 是通过 换热管的管壁进行热量 的交换 ， 而换热管又是通过 自身 与管板 的连 接形 成 了管 程 和壳 程 的结 构 型式 。 因此 ， 在管 壳式热 交 换 器 中换 热 管 与管 板 连 接 接 头 ( 以下 简称 管接头 ) 是分 隔管 、 壳程 介质 的关键 屏 障 ， 即使 制造 时液压试 验 、 气密性 试验 都合 格 ， 也 不能保 证 使 用时绝 对不 漏 。 在实 际操作 中 ， 由于温度 、 压 力及腐 蚀 的联合 作 用， 或是在操作不当时， 都有可能出现部分管接头失 效 而形成 内漏 。这样 的 内漏 ， 如 发生在 多 晶硅 、 有 机 硅和氟化工中会使管、 壳程介质混合产生反应后堵 塞管 、 壳程 通道 ， 使 得整 台热 交 换器 失 效 ， 甚 至 于 整 个关联 系 统发生 事 故 ， 而 双管 板 热 交换 器 则 可 以解 决此类 内漏 问题 。 双管 板 热 交换 器 可 以解 决 管接 头 泄漏 的问题 ， 但不能解决 由于换热管破损或爆管 出现的事故发 生_ 1 。 因此 ， 近期 在 管 壳式 热 交 换 器领 域 中 出现 了 双管 双管 板热媒 热交 换器 ， 也可 称为 安全热 交换 器 。 文 中在简 述双 管板 热 交换 器 的基 础 上 ， 着 重介 绍 双 管 双管板 热媒 热交换 器 的一些要 点 。 收 稿 日期 ：2 0 1 2 0 3 0 3 作者简介 ：朱敏( 1 9 7 3 一 ) ， 女 ， 江苏建湖人 ， 工程师 ， 学士 ， 从事石油化工设备 的管理工作 。 石油化工设备 2 0 1 2 年第 4 1卷 1 双 管板热 交换器 双 管板热 交换 器 的管接 头型式 见 图 1 。 隔离腔 换热管 外 管 板 内管 板 图 1 双管板热交换器管接头结构示 图 1 1 双管板结构型式 TE MA推 出了整体式 、 相互 连接 式和分 离式 3种型 式 的 双 管 板 结 构 ， 其 结 构 简 图 见 图 2 图 4 。 图 2 整体双管板结构示 图 图 3 相互连接式双管板结构示图 ( ) ( 图 4分离式双管板结构示 图 ( 1 )整体双管板整体双管板利用一个防止管 板径向增长的相互连接的元件来分担存在于两管板 之 间 的轴 向载荷 及径 向的热 膨胀 载荷 。假如 相互 连 接 的元 件有 足够 的刚 度 ， 则 可在 两 管 板 之 问相 互 传 递热 载荷 和径 向机械 载荷 。 ( 2 )相互 连接式 双管 板该结 构 两管 板 中问用 一 短节 相互 焊在 一起 。 ( 3 )分离 式双 管板 管板 靠 管子 互相 连 接 。影 响管子应力及管板间距离的主要因素是两管板不同 的径 向增 长 ， 并 假设两 管板 之 间没有 载荷 的传递 ， 同 时 由于两 管板 问没 有 封 闭 ， 故 这种 结 构 仅适 用 于无 毒 、 非 易燃 易爆 介质 的场合 。 1 2 双管板热交换器型式 双 管板 热 交 换器 型 式有 以下 3种 ： 双管 板 固 定管板热交 换器。双 管板 u形 管式热交换 器。 双管 板釜 式重 沸器 ( U 形管 束) 。 浮头式 热交 换器 不能 采用双 管板 结构 。 TE MA 中 典型 的相互 连接 型 式 双 管板 固定 管 板热交 换 器结构 示意 图见 图 5 。 1 3 设计及制造的主要特点 ( 1 ) 外管板与换热管一般采用强度焊 ， 内管板与 换 热管必 须采 用强 度胀连 接 。一般 工况 比较苛 刻 的 介质走管程， 壳程介质适用压力 、 温度略低 。 ( 2 )内管 板 强 度 胀是 关 键 ， 换 热 管应 采 用 高精 度管 ， 以尽 量减 小换 热管 与管板 孔 的径 向间 隙 ， 并应 满足 G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 5 8 2节 的要 求l 3 。但作为更可靠的强度胀连接接头或换热管与 管 板没 有硬度 差 时 ， 设计 时宜 采用 T E MA 的 b级 配 合 ， 此 时换 热管 的外 径允 差应 达 到 S A一 4 5 0 S A一 4 5 0 M( 碳钢 、 铁素体合金钢和奥 氏体合金钢管通用 要求冷精整管或 NB T 4 7 0 1 9 ( 锅炉、 热交换器用 管订货技术条件 第 1部分 ： 通则 中热交换器用管 的要求 及 与之相 匹 配 的并 满 足 T E MA 的 b级 配 合 的管板 孔 4 。 ( 3 ) 管板数量多 1 倍 ， 管板刚性好 ， 可抽式 u形 管 热交 换器 内 、 外 管 板 兼作 法 兰时 ， 螺 柱 长 度短 ， 刚 性好 。 ( 4 ) 换 热管有 效长 度有所 减小 。 ( 5 ) 造 价略 高 。 2 双管双管板热媒热交换器 双管 双 管板 热 媒 热 交换 器 已在 国外 成 功应 用 ， 并在 中 国建厂 制造 。德 国 F u k e公 司及 其 在 中 国 的 风凯换热器制造( 常州) 有限公司已有制造 。张家港 江南锅炉压力容器有限公 司已申报 了实用新型专 利 ， 但 尚无 相应 的产 品 。 第 4 1 卷第 4期 2 0 1 2年 7月 石油化工设备 P ETRO CHEMI CAL EQUI PME NT Vo1 41 NO 4 J u l y 2 0 1 2 文章编号 ：1 0 0 0 7 4 6 6 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 9 0 0 3 A l f a L a v a l 进 口板式热交换器 的修复处理 傅敬 强 ，闫高伦 ，王礼梅 ，陈芍桦 ( 重庆天然气净化总厂 ，重庆4 0 1 2 5 9 ) 摘 要 ：对运行 了一个 多月 的进 口板 式热 交换 器泄 漏原 因进 行 了分析 ， 并 采 用 了行之 有效 的 处理 办 法 ， 对 类似设 备 泄漏的修 复具 有一 定的借 鉴作 用 。 关键词 ：板式热交换器；A l l a L a v a l ；泄漏；修复 中图分 类号 ：T Q 0 5 0 7 ；TE 9 6 5 文献标 志码 ： B + “ ”+” “- + -“+ +一 需 要 注意 的是 ， 双管双 管板热 媒热 交换器 的 内 、 外 2块管板虽然开孔数量相同， 但管孔直径不同， 外 管 板管 孔小 ， 内管板 管 孔 大 ， 管 心距 应 按 外 管选 取 ， 内、 外管板应分别设计计算。 计算管板 时， 尚应考虑热媒腔 中热媒对管板和 腔 壳 的影 响 。 2 3 制造要 点 2 3 1 组 装 工 艺 ( 1 ) 在 零部 件加 工完成 后 ， 首 先组 装 的是 外 管与 内管板及壳体。内管板与外 管可采用强度焊 +贴 胀 、 强度胀+密封焊或强度胀， 前两种连接的可靠性 较高 。 ( 2 ) 组装内管、 外管板及热媒腔壳 。内管与外管 板采用强度焊+贴胀( 一般双管板热交换器腔内无 介质， 可不加贴胀) 。组装 内管的关键在于采取适当 的措施使内、 外管有较好 的同心度 。 ( 3 ) 组 装 管箱 、 头盖 ， 完成 总装 。 2 3 2 试 压 ( 1 ) 内管板与外管连接接头 的试压。在完成外 管与内管板及壳体的组装后即可在壳程进行压力试 验 ， 以检验壳体及 内管板与外管连接接头 的强度和 密封性能 ， 这一试压过程使得 内管板管接头的检漏 及 修 补可 以实 现 。 ( 2 ) 在内管 、 外管板 及热媒腔壳组装后 ， 可在热 媒 腔壳 中进 行压 力试 验 ，