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[工艺选型] 【每周议题】浮头式换热器的设计和制造要点:

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本帖最后由 gn_1984 于 2015-12-14 16:23 编辑

                        为了提高换热版区的人气,换热版区设【每周议题】活动,在活跃技术交流气氛的同时,给予海友一定的财富奖励。
        浮头式换热器的设计和制造要点:主要从设计过程哪些地方应该注意,结构,计算都可以说,希望大家各抒己见,发表自己在设计或制造过程中觉得哪些比较重要,容易犯错等等。我们会根据内容情况给大家加分给予鼓励。谢谢大家的支持。





机械大区“活跃达人和每周之星”评比开始啦http://bbs.hcbbs.com/thread-1489069-1-1.html
【机械大区】设备过冬之设备防冻凝大分享 http://bbs.hcbbs.com/thread-1502793-1-1.html

来自群组: 化工设备与机械

 

发表于 2015-12-14 16:06:30

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头衔:  【焦化设备工程师】
本帖最后由 gn_1984 于 2015-12-14 16:24 编辑

浮头式换热器的结构设计    单管程的浮头管结构由球冠形封头、波纹膨 胀节、筒节、平盖、法兰A、法兰B、法兰C、紧固件 AB、紧固件BC、锥体及管程出口法兰所组成,见图1。在球冠形封头上开孔并设一短节,通过该短节与 波纹膨胀节连接,波纹膨胀节通过另一短节与法兰 A连为一体,法兰A与法兰B通过紧固件AB联 接。法兰C由紧固件BC压紧法兰B的前后密封面 与平盖连成整体结构,这种结构不仅便于安装和拆 卸,而且能很好地解决管、壳程之间的温差应力。   
    由于原料气预热器的管、壳程压力和温度都较 高,设计时将管板、浮头及浮头接管(包括膨胀节部 分)按照管、壳程最大压差1.0MPa进行设计,这样 既可保证设备安全又可最大程度节省成本。 波纹管膨胀节设计参数为,设计压力1.0MPa, 设计温度400℃,材质0Cr18Ni9。波纹管膨胀节结 构尺寸为,波根外径510mm,波高50mm,波数6, 层数2,单层厚度2.5mm。
    膨胀节位移量按下式确定:e=[αt-(tt-to)-αs(ts-to)]L
    式中,αt为换热管材料在设计温度与20℃之间的平 均线膨胀系数,αs为壳体材料在设计温度与20℃之间的平均线膨胀系数,10mm/(mm·℃);tt为 换热管设计温度,ts为壳体设计温度,to为制造环境 温度,℃;L为膨胀节两侧固定端长度,mm。
    将本例数值代入上式可得e=3.2mm。
    本例中波纹管的材质为0Cr18Ni9,其[σ]t= 111MPa。根据文献[2]中式(6-1)~式(6-7),可 得出内压引起的波纹管直边段的周向薄膜应力σz< 3·9MPa<[σ]t=111MPa,内压引起的直边段加强 圈周向薄膜应力σc<13·7MPa<[σ]t=111MPa, 内压引起的波纹管周向薄膜应力σ2=40·3MPa< [σ]t=111MPa,内压引起的波纹管经向薄膜应力 σ2=8·47MPa<[σ]t=111MPa,内压引起的波纹 管弯曲应力σ3=111MPa,轴向位移引起的波纹管 经向薄膜应力σ4=1·53MPa,轴向位移引起的波纹 管经向弯曲应力σ5=85·6MPa。组合应力σp= σ2+σ3=119·47MPa<1·5σts=184·5MPa,σR= 0·7σp+σ4+σ5=129MPa<2σts=246MPa。
    按照上述计算结果,该膨胀节满足强度要求,能 够承担管、壳程产生的温差应力。经计算选取的原料气预热器膨胀节为ZXW(B)500-1.6-2×2.5× 6(T)。
    也可以通过SW6、Lansys等压力容器强度计算 软件进行设计校核计算。



 

发表于 2015-12-14 16:23:08

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Peterpaul彼得保罗
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崔旭VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP浙江省
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单管程的浮头管结构由球冠形封头、波纹膨 胀节、筒节、平盖、法兰A、法兰B、法兰C、紧固件 AB、紧固件BC、锥体及管程出口法兰所组成,见图1。在球冠形封头上开孔并设一短节,通过该短节与 波纹膨胀节连接,波纹膨胀节通过另一短节与法兰 A连为一体,法兰A与法兰B通过紧固件AB联 接。法兰C由紧固件BC压紧法兰B的前后密封面

 

发表于 2015-12-14 18:45:14

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YXQVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP江西省
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浮头式换热器的设计和制造要点

 

发表于 2015-12-14 22:10:50

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loveli100VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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学习了

 

发表于 2015-12-14 22:16:47

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370228683VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP天津市
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浮头式换热器设计时需要注意:管板、球型浮头、浮头法兰等需要两面考虑腐蚀裕量;换热管等不考虑腐蚀裕量;
制造时:试压工装比较特殊,应进行专门设计并加工。试压过程至少分三步进行;外头盖部分属于壳程;

 

发表于 2015-12-16 13:12:16

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370228683VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP天津市
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浮头式换热器设计时需要注意:管板、球型浮头、浮头法兰等需要两面考虑腐蚀裕量;换热管等不考虑腐蚀裕量;
制造时:试压工装比较特殊,应进行专门设计并加工。试压过程至少分三步进行;外头盖部分属于壳程;

 

发表于 2015-12-16 13:12:23

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dlhhc1986VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP河南省
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看别人回答也学习的过程,谢谢。

 

发表于 2017-7-25 11:40:44

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simankelly | 显示全部楼层       最后访问IP广东省
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谢谢楼主分享

 

发表于 2020-9-13 10:44:21

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查理一世VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP广东省
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谢谢楼主分享

 

发表于 2020-9-21 15:31:22

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陶文涛 | 显示全部楼层       最后访问IP江苏省
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发表于 2020-9-25 13:28:14

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碧水蓝天123VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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学习了

 

发表于 2021-1-2 19:55:54

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浮头式换热器设计时需要注意:管板、球型浮头、浮头法兰等需要两面考虑腐蚀裕量;
制造时:浮头生,最好立式组装。

 

发表于 2021-5-20 09:35:17

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wjl7212VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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管板、球型浮头、浮头法兰等需要两面考虑腐蚀裕量

 

发表于 2021-5-20 11:27:20

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