双管束U形管换热器的结构设计.pdf

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1、静设备石P油化工设备技术，2009，30(2)·25·etro-ChemicalEquipmentTechnology双管束U形管换热器的结构设计朱亚林(中国石化X-程建设公司，北京1001O1)摘要：对双管束U形管换热器的结构设计要点进行了分析，结合实例对双管束的设置及其支撑结构设计进行了详尽地分析，探讨其设计的合理性；并就双管束U形管换热器的其他细节的结构设计作了介绍。关键词：双管束U形管换热器；管束设置；管束支撑结构；支撑梁中图分类号：TE965文献标识码：B文章编号：1006—8805(2009)02—0025—04随着乙烯装置规模的大型化，换热器的数量工艺介质分别是

2、低压蒸汽、甲醇和乙烯，由低压蒸不断地增加，尺寸也不断增大。为了更好地节约汽通过甲醇这个中间介质来加热乙烯；在这种情投资成本，有效地利用布置空间，一种双管束U况下，把这两台u形管换热器合为一台双管束形管换热器越来越多地成为乙烯工程常规设计的U形管换热器就成为可能，即壳程介质为甲醇，方案。管束A介质为乙烯，管束B介质为低压蒸汽，其图1是双管束U形管换热器结构示意。换热过程是：以管束B的介质低压蒸汽通过壳体从图1可以看出，双管束U形管换热器是将的介质甲醇来加热管束A中的介质乙烯。日前，两台U形管换热器合为一台，共用一个壳程。在由中国石化工程建设公司参与设计的三个乙烯项传统的乙烯项目

3、设计中，乙烯产品汽化器和干火目中，这种双管束u形管换热器都扮演了重要的炬罐汽化器，通常是选用两台U形管换热器，其角色。管束A÷飙厂tfJIif}lf、、I一’。一_．_、IlI}【IIlI士==I、、一{I＼l～I日{lI11、f一l1：I1．II。I、．II／丛一—ll8IlIII{f管束B导轨管束B管束A导轨支撑梁图1双管束U形管换热器结构示意1工程实例对壳体内直径、管束定位尺寸、管束支撑结构、支从双管束U形管换热器的形式来看，它与通撑梁的设计等各结构要点进行介绍。常的U形管换热器最明显的区别就是有两个管束，这两个管束都需要有支撑导轨，尤其是管束A收稿日期：2008—11

4、—24。作者简介：朱亚林(1975一)，男，黑龙江省牡丹江市人，1997年需要在壳体内部搭建钢梁支撑，这些结构问题都毕业于大连理工大学化工机械专业，获工学学士学位，现在中需要逐一分析解决。下面就以一台双管束U形国石化工程建设公司从事石油化工设备的设计工作，工程师。管换热器的设计为例(工艺设计参数见表1)，针Email：zhuyal@sei．com．cn石油化工设备技术表1工艺设计参数而采用厚壁管进行补强。试算管束A和管束B工艺设计参数毫体上管束下管芽厚壁管开孔补强的厚度需在5O～60mm，把开孔公称直径／ramH9oQ一Q∞接管壁厚考虑在内，将以上壳体内径计算值再向管束直边长

5、度。。～∞上增加100mm(管束A，B厚壁管大端壁厚之和(壳体长度)／ram墨囊翁的估算值)，经圆整最后得到壳体直径：介质il。“低蒸汽D一2900mm设计温度／℃～同时，还可以得到管束A和管束B的定位尺设计压力(表／~．)／MPa22R嚣寸：主体材料nNDR套§Mn：：A—D／2一ll—D1／2一t1—600(ram)B—D／2一Z1一D2／2一t2—7lO(ram)1．1壳程壳体内直径和上下管束定位尺寸的确式中：t。，t2——分别为管束A和管束B厚壁管大定端壁厚。对于一台双管束U形管换热器，其壳体直径tl一60mm；t2—50mm和上下管束的定位尺寸，除壳体蒸发空间需满足

6、2管束支撑结构工艺换热的要求外，设备结构方面的考虑也是个2．I管束A导轨支撑结构重要因素。在这里，设备结构方面的考虑主要有由于管束A在壳体上部，管束需要用钢梁支两个：其一是两管束在封头上的开孑L补强；其二是撑，U形管束的支撑导轨架在支撑梁上。文献两管束之间的距离要满足对管束A支撑梁布置E2]提供了釜式重沸器管束滑道结构，本设计参考的要求。文献[2]图58(a)和(b)两种形式(分别见图2和由于最大应力位于椭圆形封头过渡区，开孔图3)。下面试比较这二者的特点和适用情况。时，其孔的中心线宜垂直于封头表面Ⅲ，所以在本文献[2]图58(a)，其导轨滑动面为水平平设计中，管束A和管束B

7、开孔不宜开在封头的过面，对于本设计而言，可以用槽钢或工字钢作为导渡区，而应位于以椭圆形封头中心为中心的80轨，水平铺设在支撑梁上。这种结构的优点是定封头公称直径的范围内。由此可以得到z值(见位方便，易于安装。但是，这种结构需要管束支持图1)，即：板在导轨的位置切出缺口，留出足够的空间放置l1—0．1D导轨，那么管束的最大布管数量就会减少，如果工另外，管束A和管束B之间的距离(图1中艺计算所要求的布管数量不允许，就不能采用这的z)，要考虑管束A支撑梁的布置空间。在本种结构。可以采用文献E2]图58(b)的