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
2021-03-20刘宏超谢培军宋启祥张林俊高光甫孙俊胜雒淑娟
石油化工设备 2021年2期
关键词:筒体
刘宏超, 谢培军, 宋启祥, 张 微, 宫 超, 张 鹏,张林俊, 张 兵, 高光甫, 孙俊胜, 雒淑娟
(1.上海蓝滨石化设备有限责任公司,上海 201518;2.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃 兰州 730070)
管壳式热交换器被广泛应用于石化装置中。考虑检、维修管束的需要,管壳式热交换器的管箱一般设计为法兰连接结构。随着石化装置向大型化、高参数化方向发展,对设备也提出了更为严苛的要求。
螺纹锁紧环是针对管壳式热交换器管箱端部开发的一种密封结构,它不仅具有密封可靠、结构紧凑以及维护简单等优点,还能够在线消除管板、管箱端部的密封泄漏问题[1]。螺纹锁紧环热交换器最早是由美国CHEVRON公司和日本千代田公司[2]共同研发成功的,上世纪 80年代末,我国和意大利IMB公司合作为镇海炼油厂生产出了首套螺纹锁紧环高压热交换器[3-5]。目前,作为高参数管壳式热交换器,螺纹锁紧环热交换器已经被广泛应用于石油化工等行业中,其操作压力为9~20 MPa,操作温度为200~440℃,公称直径在500~1 900 mm。
按照管板是否按压差设计,螺纹锁紧环热交换器可以划分为高-高压、高-低压2种结构[6]。高-高压结构螺纹锁紧环热交换器的管、壳程压力均比较高,但是管程、壳程的压差不大,管板按照最大压差设计,壳体和管箱筒体连为一体,管板通过压紧螺栓固定在管箱内部。高-低压结构螺纹锁紧环热交换器的管程压力远高于壳程压力,管程、壳程的压差比较大,管板按单侧压力作用(管程设计压力)进行设计,壳体与管箱通过设备法兰和管板用螺栓连接,管板和管箱筒体则为焊接连接。……
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