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。     

热交换器管束装入壳体自动化辅助工装创新设计

热交换器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,一般情况下都是依靠人工和天车完成管束装入壳体的装配过程,劳动强度高、制造效率低。创新设计了一种将热交换器管束装入壳体的自动化辅助工装,介绍了自动化辅助工装的结构特点及其具体使用过程。将自动化辅助工装用于管束装入壳体过程,使得热交换器装配效率和装配质量得到提高,折流板及换热管等部件不会发生损坏和变形,避免了因折流板变形造成短路而影响热交换器换热效率,减小了热量传递过程中的热量损失。     

准椭圆截面折流杆式换热器及管束制造工艺

折流杆式换热器自1970年问世以来,经30多年的研究开发和工程实际应用,被认为是有前途的高效换热设备。良好的抗震性能和低的壳程阻力和高的换热效率是其显著特点。由于其管束组装难度相对较大,折流杆式及管子的外径偏差要求较严,致使制造成本较高,且因制造误差使折流杆式换热器的抗震性和换热效率降低,从而阻碍了推广应用。该文提出的准椭圆截面折流杆及管束组装工艺可有效地弥补上述不足,以促进折流杆式换热器在我国的广泛应用。     

螺旋折流板换热器对流传热特点分析

利用计算流体力学(CFD)软件对8°折流板倾角的螺旋折流板换热器进行了壳程对流传热的数值模拟,通过与传热研究公司的HTRI软件计算结果的对比验证发现相关结果具有一致性。基于数值模拟结果,发现壳程流动呈现距壳体轴心越远流速越低,且换热效果越差的特点。借鉴"流路分析"的基本思想对上述问题进行了初步探讨,认为这是由于壳程主体螺旋流使得流经外侧管束的流体经过更多换热管管排,流经外侧管束的流体必须降低速度以维持其相同的进出口压力降,故外侧管束换热较差。这可能是较大壳体直径的螺旋折流板换热器表现不佳,故其在工程上使用较少的原因。同时发现经过一个螺旋周期后流场具有周期相似性,而这可以作为利用周期性边界条件对螺旋折流板换热器进行简化计算的依据。     

管壳式换热器传热效率影响因素及数值模拟分析

多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型管(如波节管和波纹管等)代替光管,可以增强管内流体扰动,提高湍流程度,增大管程对流传热系数,但同时也增大了压降;折流板间距越大,壳程对流传热系数越小,压降也越小,当折流板间距为330 mm时,换热器最高效,此时换热器在较小的压降下可以获得较大的对流传热系数;折流板切率越大,压降越小,当管束错流流速与折流窗口流速相等时,壳程对流传热系数最大,折流板切率35%为最优值,换热器效率最高。最后提出了管壳式换热器优化设计方法,将优化设计的换热器用于某化肥厂氮氢气压缩机级间冷却,同等热负荷条件下换热面积减小了21.37%。研究结果为换热器的结构参数优化提供了依据。     

换热器板管间隙对流动与传热的影响研究

折流板换热器中,由板壳间隙引起的漏流和由板管间隙引起的漏流均不利于壳程侧的传热。为此,通过数值模拟,以GB151—1999推荐尺寸为基准,对管壳式折流板换热器壳程内板管间隙对压降、传热系数以及综合性能的影响进行了研究与分析。计算中采用标准κ-ε方程,SIMPLE算法,压力方程为标准格式。分析结果表明,当换热器壳程流体流量较小,板管间隙在小于等于国家一级管束基准间隙时,可以取得较好的传热效果,但较小的间隙使得压降增大,综合性能指标较差;当换热器壳程流体流量较大时,可以在充分考虑制造安装精度的前提下,适当减小板管间隙,以取得较好的传热效果。     

高效纵向流折流板换热器

综合分析了弓形折流板换热器、折流杆换热器的优点和不足之处,在试验的基础上,提出了纵向流折流板换热器。该类型换热器既具有折流杆换热器壳程压降低、换热效率高、抗振性能好、抗结垢性能强等优点,又具有弓形折流板换热器适应性强、工作可靠、制造与组装简易等优点,是一种新型纵向流折流板结构的高效能量转换设备。     

转化气蒸汽发生器的设计及制造要点

结合转化气蒸汽发生器的结构形式,介绍了转化气蒸汽发生器的结构及强度设计方法,阐述了挠性管板的成型、换热管与管板的焊接、管束的装配等方面的要点。为转化气蒸汽发生器的设计及制造提供参考。     

多套管式热交换器设计制造要点

介绍了兰州兰石集团承建的催化汽油吸附脱硫装置反应产物热交换器基本工况。从结构与结构特点分析两方面讨论了多套管式热交换器结构设计与管、壳程密封结构设计要点,从换热管与管板连接质量控制、焊缝质量控制、加工精度控制3个方面讨论了多套管式热交换器制造过程注意事项。讨论表明,多套管式热交换器换热效率较高,应用灵活。管、壳程密封结构选用了新型可拆焊接式密封结构,相比传统的法兰紧固件式密封结构,其结构更简单、性能更可靠、使用寿命更长、安全性能更高、适用范围更广且可增大有效换热面积,但在制造过程中要注意换热管与管板的连接可靠及与锥壳连接部位的焊接质量,还要严格保证加工精度。     

乙苯蒸汽过热器壳程流场模拟与换热性能分析

基于几何和雷诺数Res相似理论建立管壳式乙苯蒸汽过热器计算模型，利用FLUENT 17.2软件模拟过热器流场，分析壳程质量流量对壳程换热系数、壳程压降、综合评价因子Nu×Pr-1/3的影响规律，研究壳程附件对流场及换热的影响。结果表明：过热器壳程流场分布不均，折流板背风面存在流动死区；随着流量增大，壳程换热系数和压降增加，在对数坐标下拟合Res与Nu×Pr-1/3有良好的线性关系，数值模拟结果与经验方法Bell-Delaware得到的结果吻合较好；增加折流板数，单位压降下的传热系数减小，流动死区减小，壳程压降和换热系数增大；旁路挡板能有效地减弱旁流流量并提高换热效果，防冲管有助于提高壳程进口端流场均匀性；支持板会造成壳程流量分配严重不均，壳程换热系数和压降降低，严重影响了过热器的整体换热效果。通过流场模拟与换热性能分析，发现支持板的设置是工业乙苯过热器换热性能变差的一个重要原因。     

管壳式换热器壳程流动分析与部分结构设计

管壳式换热器壳程流体的流动分析对壳程的结构设计至关重要,根据Tinker发表的壳程流体流动模型及其它相关资料,提出了在壳程折流板、管孔与换热管间隙、挡板以及挡管等结构设计中应注意的问题。     

制氢转化气蒸汽发生器的结构特点与制造监造要点

对制氢转化气新型蒸汽发生器的管板、换热管布置及与管板的接头、高温端隔热层的结构特点和功能进行了分析说明。结合蒸汽发生器壳体、管箱、管束制造过程的重点环节,阐述了组装工艺及焊接工艺的关键技术,给出了质量控制与监造的要点,对换热管胀接、焊接试样进行了拉脱试验并计算校核了安全性。     

缠绕管式换热器制造组装工艺控制措施

主要介绍缠绕管式换热器在制造过程中对于其不锈钢缠绕管束芯体装配、制造的工艺技术措施,并对制造组装过程中的关键工序控制点进行阐述,保证管束芯体能够顺利组装穿入设备壳程筒体内进行组焊,从而严格保证产品制造质量。     

温度应力对换热器管束动特性的影响分析

为了研究分析温度应力对固定式换热器管束动特性的影响,提出了精细有限元模型分析和简化有限元模型分析。精细模型把壳体、固定板、折流板采取空间壳单元模拟,换热管采用空间梁单元模拟进行分析计算。简化模型取折流板缺口处的换热管为研究对象,采用空间梁单元模拟进行分析。从计算结果可以发现,当壳壁的温度大于管壁温度时,应力刚化使换热管的自振频率有不同幅度增加,增幅最小的固有频率增幅较小,当壳壁的温度小于管壁温度时,应力软化使换热管的固有频率有不同幅度的减小,减幅最大的固有频率减幅较大。     

扁管管束结构优化实验研究

对 4种不同结构的扁管管束与圆管管束作了传热与流阻性能对比实验研究 ,得到了综合性能最佳的扁管管束结构形式。结果表明 ,在进口体积流量相同的条件下 ,相对于设有折流板圆管管束换热器 ,综合性能最佳的扁管换热器管程传热系数提高约 5 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高约 2 0 % ;壳程传热系数提高 6 8%～ 10 0 % ,压降降低 70 %～ 12 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高至少 2 0 0 %。     

单弓形折流板开孔试验研究

对开孔和未开孔的单弓形折流板管束进行了传热与流阻性能对比试验。结果表明 ,弓形折流板合理开孔 ,有利于提高壳程传热效率和减小压降 ,壳程传热与流阻综合性能指标α Δp可提高5 0 %～ 6 4%。     

大型石墨列管换热器换热管装配技术及问题处理

石墨换热器分为块孔式换热器和列管式换热器.列管换热器的优点是若出现泄漏,能够很快查找到具体位置;缺点是管子强度和刚度都比较低,特别是?32/?22、长度>6 m的换热管,换热管与管板的组装过程难度比较大.文章通过对不透性石墨列管换热器换热管装配原理进行分析,并结合实际工作中遇到的石墨换热管与折流板装配问题及换热管与管板...     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

内导流筒折流杆浮头式换热器冷凝效果研究

对内导流筒折流杆浮头式换热器中不同结构管束的冷凝传热试验研究表明 ,在适宜的气速下 ,折流杆换热器比折流板换热器壳程传热系数提高 1倍以上 ,压降降低 5 0 %左右 ,综合性能指标αo/Δps 提高 2倍以上 ,且气速愈高冷凝效果愈好 ,说明将GB 15 1所规定的内导流筒浮头式换热器的折流板管束改为折流杆管束是行之有效的。     

弓形折流板间距与圆缺率的优化

在弓形折流板设计中,通常只单独考虑折流板间距或圆缺率影响,而没有考虑其关联性。基于简化Bell-Delware法对折流板间距与圆缺率对换热器壳程压降、传热系数的影响进行了分析,可知壳程压降受折流板间距与圆缺率的影响远大于壳程传热系数的影响。假设缺口处的错流面积与管束间的错流面积相等,推导出了折流板间距与圆缺率的优化方程,计算出了不同壳径、管径、管程数的对应解,可得圆缺率在0.2~0.35时,折流板间距与壳体内径比率取0.3~0.6较适宜。