螺纹锁紧环热交换器管箱结构设计及局部有限元应力分析

某循环油蒸汽发生器系高-低压结构的螺纹锁紧环热交换器,对其管箱结构设计进行了简要介绍,主要包括管箱圆筒内径确定、管程密封垫片选型及尺寸确定、压紧螺栓设计、螺纹锁紧环强度校核、管箱筒体壁厚确定等内容。对管箱结构简化建模,采用ANSYS有限元软件对管箱结构进行应力分析,得出了管箱结构应力分布规律,最大应力出现在梯形螺纹相互啮合的根部,系最危险截面。可为螺纹锁紧环热交换器的结构设计和优化提供参考。     

大规格高高压螺纹锁紧环式热交换器水压试验浅析

大规格高高压螺纹锁紧环式热交换器制造要求高,水压试验很难达标。以某石化公司委托兰州兰石重型装备股份有限公司生产的高高压螺纹锁紧环式热交换器的一次性水压试验合格过程控制为例,介绍了在热交换器管箱筒体、管板(双面)密封面平面度的加工和检测,内部螺栓、内外圈压紧螺栓的上紧,管、壳程之间串漏原因的分析和改进措施的提出等关键环节积累的实际生产经验,可为同类大型高高压螺纹锁紧环式热交换器制造和水压试验提供参考。     

“高-低压”螺纹锁紧环式换热器的设计

螺纹锁紧环式换热器管箱的主要受压受力零部件—螺纹承压环、压盖、管箱筒体、管板等结构特殊,设计计算复杂。本文通过受力分析,介绍了此类换热器的设计步骤和主要受压受力件的计算方法,并提出设计中需要注意的问题,为此类换热器的设计提供参考。     

高-高压型螺纹锁紧环式换热器设计改进

螺纹锁紧环式换热器在运行和检修中存在两个重大问题:内漏和螺纹锁紧环装拆时咬死。现有的螺纹锁紧环式换热器都不能同时避免上述两个问题。文章分两步对?1800 mm高-高压型螺纹锁紧环式换热器进行设计改进:第一步,改进工艺,即将管、壳程介质互换使管程压力大于壳程,利用压力差进行自紧密封,主要解决内漏问题;第二步,改进结构,即采用D形螺栓代替主螺纹连接,使管箱端部质量减小约25%~30%。经过上述改进,不仅使原换热器总质量减小、成本降低,而且首次同时解决了内漏和螺纹锁紧环装拆时咬死这两个重大问题。     

新型隔膜热交换器管箱筒体端部结构强度计算

管箱筒体端部结构是新型隔膜热交换器的主要受压元件之一,根据目前国内的相关标准及规范,无法对开槽之后的管箱筒体端部结构的强度进行准确计算。提出了一种管箱筒体端部结构强度计算方法,以某新型隔膜热交换器为例,对其管箱筒体端部结构进行强度计算。运用ANSYS软件对不同工况下该结构的应力进行有限元分析,验证了采用提出的计算方法进行强度计算能够满足设计条件下设备的强度要求。     

螺纹锁紧环式换热器内漏分析

针对胜利油田桩西精细化工有限责任公司12 kt稳定轻烃加工装置螺纹锁紧环换热器E-106的内漏问题,对螺纹锁紧环的结构特点及内漏原因进行了探讨,螺纹锁紧环换热器内漏的原因主要有：管程与壳程之间密封垫片损坏,换热管与管板焊口处存在缺陷或裂纹,管束存在腐蚀穿孔现象,管板壳程侧密封面存在缺陷,内部螺栓预紧力不够,由于设备长期处于高温高压状态运行,内部螺栓和管板垫片都有可能出现应力松弛,蠕变造成密封性能下降.通过分析并结合实际情况,发现稳定轻烃加工装置换热器E-106内漏的主要原因是管壳程垫片及管板密封面的损坏才导致换热器内漏.提出了发生内漏换热器E-106的修复方法,并总结了螺纹锁紧环式换热器安装使用过程中需要注意的事项.     

螺纹锁紧环换热器主螺纹设计与强度校核

介绍螺纹锁紧环换热器管箱密封结构特点,分析其载荷传递方式,总载荷最终通过主螺纹传递到管程筒体。目前螺纹锁紧环换热器主螺纹设计中是假设将总载荷平均分配,再对螺纹进行强度校核,但每扣螺纹实际承受载荷是不均匀的。以某螺纹锁紧环换热器为例,参照GB/T 34019—2017《超高压容器》中关于螺纹载荷分布的计算校核方法,计算主螺纹的载荷分布并校核。结果表明:螺纹载荷分布计算结果与有限元模拟相吻合,前四扣螺纹承担超过总载荷的50%,主螺纹校核合格。为螺纹锁紧环结构设计中考虑螺纹承受载荷不均匀的强度校核提供一种可借鉴的方法。     

高-高压型螺纹锁紧环热交换器检修

随着高-高压型螺纹锁紧环热交换器在炼油行业中的广泛应用,设备泄漏检修工作也成为定期安全检修的重中之重。基于高-高压型螺纹锁紧环热交换器的结构特点、内构件安装情况以及综合炼油厂在实际检修过程中遇到的各类问题,介绍了高-高压型螺纹锁紧环热交换器泄漏检修及其安装工序。     

螺纹锁紧环式双壳程换热器的结构设计

螺纹锁紧环式双壳程换热器,由于其独特的螺纹锁紧环式密封和双壳程结构,使之成为加氢裂化装置中的重要设备之一.与传统的法兰、螺栓连接的单壳程换热器相比,前者具有换热效率高、密封可靠、拆装方便、金属耗量少、泄漏点少等优点.     

螺纹锁紧环式换热器的特点分析

介绍并且分析了加氢裂化装置中螺纹锁紧环式双壳程换热器的结构设计、材料选用、制造过程以及检验方法的特点。     

大型反应器管束组装方法

阐述了固定管板式板式热交换器穿管方法的分类定义及其利弊关系,针对大型反应器壳程主要元件的特点,考虑格栅、管板等元件尺寸精度控制,管束组装同轴度控制等制造难点,从管板与壳程筒体组焊、基准线标注、导向器安装、格栅组装、平台高度调整以及米字型穿管等方面介绍了盲穿换热管的组装方法。     

带N型管箱换热器中筒体厚度对管板设计厚度的影响

对于带N型管箱的固定管板换热器,管板与两侧筒体直接焊接;文章从基本原理入手,考察管板周边区域的受力情况,分析了筒体厚度对旋转刚度参数Kf及管板边缘支撑条件的作用;区分壳程带与不带膨胀节两种情况并结合换热管加强系数K的调整,文章通过八个算例来分析圆筒厚度变化对管板内径向应力分布以及极值的影响.由于壳程筒体的轴向刚度与其自身厚度有关并会直接影响到管板的设计厚度,文章分析了这一影响规律并提出了壳程筒体由不同厚度段组成时的轴向刚度计算.     

螺纹锁紧环换热器检修中遇到的主要问题及对策

结合检修过程,简要阐述了高压螺纹锁紧环换热器的拆装程序,着重分析了检修中存在的几个主要问题及采取的相应措施;给出了管程和壳程垫片螺栓预紧力的计算方法。     

螺纹锁紧环换热器管箱简体锻件的热处理

对螺纹锁紧环换热器管箱筒体厚壁筒形锻件夏比冲击试验不合格进行了分析,并提出整改措施,体现了厚壁筒形锻件热处理工艺的重要性。     

螺纹锁紧环双壳程换热器与Ω环密封结构换热器特点比较

介绍了螺纹锁紧环双壳程换热器和Ω环密封结构换热器的特点;从设计、制造、拆装和造价等 方面对两种换热器作了对比;并对其适用的工况提出了建议。     

多管程管箱法兰密封性能探讨

采用金属包垫的多管程管壳式热交换器在进行耐压试验时经常发生管箱法兰密封泄漏现象。对多管程管箱法兰的密封结构进行分析,认为造成泄漏的主要原因是分程隔板加强了管箱法兰的刚度,使得垫片在分程隔板作用范围内的接触面积增大,导致计算的预紧力无法满足实际所需的预紧力。对多管程管箱法兰的密封修正计算方法进行探讨,认为采用Water算法设计多管程管箱法兰存在局限性。为提高密封性能,在进行多管程管壳式热交换器密封设计时应优先考虑采用垫片参数较小的柔性石墨波齿复合垫片。     

螺纹锁紧环双壳程换热器与Ω环密封结构换热器特点比较

介绍了螺纹锁紧环双壳程换热器和Ω环密封结构换热器的特点;从设计、制造、拆装和造价等方面对两种换热器作了对比;并对其适用的工况提出了建议.     

加氢装置用双壳程换热器的结构设计、制造及工程应用

加氢装置用双壳程换热器分为法兰式和螺纹锁紧环式两种。双壳程换热器是在壳程筒体内设置一个纵向隔板 ,隔板穿过管束中心 ,将管束和壳程分为对称的两部分。从而实现了“纯逆流” ,使温差校正系数接近于 1,并使壳程介质的流速大大提高 ,因此提高了总传热系数及换热效率。对于壳程成为控制热阻的一侧且介质流速低 ,需强化壳程传热或壳程可利用压降较大或温差校正系数较小 ,需提高有效温差或需要减少换热器台数等场合 ,应优先选用双壳程换热器。但双壳程换热器制造工艺复杂 ,一次性投资较高     

管程高压换热器的优化设计

管程高压换热器在不选用螺纹锁紧环换热器的前提下,只能选择平盖特殊高压管箱,这种管箱结构特殊,其他受压元件为常规结构;管板强度校核计算采用解析应力分析法,假设条件少,能够准确反映强度指标,其他受压元件计算按照GB/T 151-2014标准设计。     

中压低温大直径换热器的设计

某化工装置中一台壳体直径?4 000 mm的固定管板型式的换热器,具有较高压力、较高温度和低温要求、直径较大、事故工况温差较大等特点,选材、管板结构和制造方案都具有一定的难度。文章从管、壳程筒体选材、强度计算、管板锻造方案、材料和制造技术要求、无损检测等设计环节对换热器的设计过程进行了详细介绍,为满足较高压力和低温要求,管箱材料选用了09MnNiD锻件+堆焊材料,管板选用管、壳程端分别带肩的09MnNiD锻件,制造方案选择了整体锻造;同时,对整个制造过程提出了详细的试验和检测技术要求。