王岩 王立存

（锦西化工机械集团有限公司，辽宁 葫芦岛 125001）

U型管换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳程之间的温差而产生热应力，热补偿性能好。管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强。管束可以从壳程内抽出，便于检修和清洗，结构简单，造价便宜。U型管换热器的缺点是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层的管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数量不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外，为弥补弯管后管子壁厚的减薄，直管部分需用管壁较厚的管子。这就影响了U型换热器的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁和不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的场合。

1 设备的结构特点和技术参数

1.1设备的结构如图1。吹扫氮气加热器的规格尺寸为Φ400X10X3550。壳程的氮气从N01管口进入，经过U型换热管中的高温蒸汽的加热，高温度氮气从N02管口排出。

图1

1.2 主要技术参数及节点图

1.2.1 设计参数见表1

表1

工作温度（入口/出口） ℃ 190/181 13.8/177设计温度 ℃ 225 200介质名称 蒸汽 氮气主体材料 Q345R/10 Q345R焊接接头系数 0.85 0.85

1.2.2 主要节点图

2 壳程制造

2.1 壳程筒体组对焊接。壳程筒体组对环焊缝对口错边量≤2mm，直线度≤4.5mm，影响管子穿入的焊缝内表面磨平。对B类焊缝进行20%RT检测，按NB/T47013.2-2015中III级合格，技术等级AB级。

2.2 划线开孔。按施工图要求划各管口位置线，按位置线开孔，开孔时注意防变形。

2.3 组对焊接。按施工图要求组对各接管组件及支座垫板等。C、D、E类焊接接头表面进行100%MT检测，按NB/T47013.4-2015中I级合格。

3 管束组装

3.1 组装焊接。组装管板、拉杆、折流板和定距管，固定、校正骨架形状后穿入U型管束。对管板和换热管之间进行焊接。对管头进行100%PT检测，按NB/T47013.5-2015中I级合格。3.2 胀接。对换热管和管板进行贴胀。

3.3 耐压试验。利用试压环对壳程进行水压试验，试压试验温度≥5℃，检查所有焊接接头、管头无泄漏及可见的变形、异响。

4 管箱制造

4.1 管程筒体组对焊接。筒体、封头和管箱法兰组对前应先盘圆，严格按心线组对，组对时环焊缝对口错边量≤2mm，棱角度≤3mm。对B类焊缝进行20%RT检测，按NB/T47013.2-2015中III级合格，技术等级AB级。

4.2 划线开孔。按施工图要求划各管口和吊耳位置线，按位置线开孔，开孔时注意防变形。

4.3 组对焊接。按施工图要求组对各接管组件及吊耳。C、D类焊接接头和吊耳与封头焊接接头表面进行100%MT检测，按NB/T47013.4-2015中I级合格。

4.4 热处理。管箱组焊后应进行消除应力热处理。4.5 机加工。热处理后按图加工法兰螺栓孔和密封面。

5 设备总组装

5.1 组装与装配。按施工图要求组装管箱和壳程，检查设备整体及外观尺寸。

5.2 液压试验。管程进行压力试验，检查所有焊接接头及密封面不得有泄漏。

5.3 包装和运输。对碳钢表面按NB/T10558-2021标准进行除锈、喷漆。

6 小结

U型管换热器是管壳式换热器的一种。它有结构紧凑，体型小，占地面积小；换热性能好，热能利用率高，节能效果好；传热系数高等特点。促使U型管换热器在石油化工行业使用是比较广泛的。