准椭圆截面折流杆式换热器及管束制造工艺

　　静设备准椭圆截面折流杆式换热器及管束制造工艺黄小平上海交通大学船舶弓海洋工程学咳上海200030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。该文提出的准椭闽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，1前言换热器作为重要的化工单元设备，约占到整套装置金属总质1的4这说明换热器在化工生产中是十分重要的。衡量种换热器的好坏，不能脱离该换热器的使用环境

不同结构形流杆换热器是美国菲利浦斯石油公司于1970年提出来的，在不少领域得到应用。我国内20世纪8，年代就开始研究折流杆换热器。折流杆式换热器和折流板式换热器比较旮如优点管束振动小在使用中能，效地防1管束的诱导振动破坏。从已作过的对比试验，振幅可降到原折流板换热器的十分之；壳程压降明显降低由于折流杆式换热器壳程流体沿管束平行流动，而折流板式换热器壳，流体垂直管束流动。

实验证明折流杆式换热器壳程压降约为折流板式换热器的50，65；总传热效率高由于折流杆式换热器将错流变为逆流，同时，效地消除了流体流动死角，因此，在相同的流量下的总传热效率约为折流板式换热器的2倍；结垢速率低折流杆消除了折流板式换热器中折流板前后间，结垢速书明显下降，从而可有效延长换热器的运行清洗周期。折流杆式换热器具有以上优点，且对钢材无特殊要求，经过30多年研究应用，理应得到广泛推广。在大范闱内取代传统的折流板式换热器。事实远不是这样。折流杆换热器在我国的应用仍然很少。其中组装难度大，制造成本，是限制其推广的个重要原因，国内有不少单位和同行在这方而作了卓成效的作作者在总结他们工作成果的基础上，提出了非圆截面折流杆及管束制造艺。　　

结构设计为了将管子面固定住，折流圈上的折流杆采用上下和左右间隔排列，1.折流杆和折流圈的连接般采用焊接结构。存在问采用圆形或矩形截面折流杆和折流圈组焊结构和先组焊后穿管工艺，在换热器管束组装时将面临如下困难；折流杆的位置精度很难保证折流杆圈组由折流杆和支承环组焊而成。为了使折流杆起到夹持换热管达到防振的目的，折流杆与换热管的总间隙要求控制在下。折流杆圈是组焊件，由于非机加工及焊接热变形，换热管孔的形状和位置精度很难达到要求。偏差之大往往使换热管无法穿插。管束组装困难由于换热管孔形状及位置的偏差，加上折流杆圈组在圆筒内正确定位难，故穿插管费时费力。模具组装法是目前主要的施工方法之，但由于模具工装费用较高，较适合于批量生产。装方法。笔者吸收采用了先插后焊组装折流杆圈方式和用兼做滑道的拉板条连接固定折流圈方采用先插后焊方式组装折流杆圈为了制造方便，穿管时将折流圈套在管束外，然后再往管间插人折流杆，并将折流杆焊到折流圈上。折流圈的设计应注意刚性要足够，并保证焊后平整，以利于壳体的组装及管束的抽出。折流圈的固定采用兼做滑道的拉板条连接或与拉杆联合使用方式折流圈的数量较多，而折流圈上折流杆密布。如采用通常使用的拉杆定距管结构来固定折流圈，在设计和制造上有时很困难，尤其是小尺寸折流圈。采用将折流圈用拉板条连在起的焊死结构，设计和制造就容易多了。拉板条设计成兼作滑道的方式，

这种结构便于壳体的组装及管束的抽出。折流杆采用圆钢。从需要和安装制造两方面考虑，圆钢直径比管桥的理论宽度小0.5，0.8，1是可行的。在设计中，圆钢的直径公差也由此可，尽管组装方式作了些改进，但仍没有从根本上解决问。采用圆形截面的折流杆，理论上要保证折流杆直径应比相邻两管间的间隙小0.5，0.8即使这样，由于加工误差，折流杆的穿插仍有可能太松或太紧，使得折流杆换热器的抗振性能减弱。为此，笔者提出准椭圆截面折流杆概念来解决这问。改进措施为了方便折流杆穿插，并保证换热管和折流杆的有效接触且无需预留0.5，0.8，1的间隙，采用椭圆形截面的折流杆较为理想。但考虑到椭圆形截面折流杆加工困难，采用准椭圆形截面折流杆较为合适，准椭圆形截面折流杆截面尺寸的确定。根据管间距要求和换热管及管板孔的允差，来确定折流杆的截面尺寸k换热管外径偏差及相邻管孔中心距偏差之和，爪爪；将直径为，+2的圆钢条放人辊或非对称式辊卷板机或其它轧制设备的上下轧辊间辊轧到所需尺寸。轧制时控制折流杆的截面尺寸，放开尺寸6，且在公差范围内即可。

　由于折流杆为准椭圆形截面，便于穿插。穿完以后，转动折流杆使其和换热管充分贴合，然后将折流杆焊固在折流圈上，因换热管和折流杆充分贴合，在有的换热管上可能产生小的接触预应力，从而能有效地消除管束振动。管束组装工艺将加工好的管板折流圈换热管等准备好。先加工两组个折流圈为组折流杆，加工时取=0.5.其它折流杆应在这两组折流杆安装时决定是否调整7值。之后按最终确定的值加工完所有的折流杆。先将两管板位置固定好，将折流圈置于两管板之间。先穿好外侧几根换热管将折流圈支起，然后将全部管子穿好。先用到两根拉板条和折流圈连接将折流圈轴向径向预定位。抽人折流杆，将折流圈作径向轴向定位调整，转动折流杆使管杆贴合紧，然后焊接固定。将所有折流杆安装完毕后，安装拉板条或拉杆。换热管与管板的连接工艺，作为管束安装的上接第17页造缺陷，无发展的话，则可将容器的安全等级提高为2级。

结束语
在用压力容器检验着重考虑的是缺陷对压力容器安全性能的影响，通过检验判断其能否安全可靠地使用到下个检验周期。为此，有必要根据容器的结构特点承受的压力高低容积大小介质危害程度缺陷部位的应力状态以及容器使用情况等等进行综合分析，按合乎使用原则，合理确定容器安全等级；对不锈钢复合钢压力容器这类结构特点明显的容器，建议在检规修订时，能考虑与相关制造规范标准的致性，增加对这类容器安全状况等级评定的指导性条款，以便于基层检验人员工作；目前出150钢制压力容器和压力容器安全技术监察规程都没有对不锈钢复合钢基层和复层无损检测的程序评定标准作出规定，文献1为1990年标准，内容明显落后于现在技术最后道工序完成。

展望
折流杆式换热器较传统折流板式换热器有许多优点，尤其在能充分体现其优势的些场合，如振动壳程流体易结垢粘度较大等，应优先推广应用。本文提出的非圆形截面折流杆及其管束组装工艺，仍处在设计阶段，还没有经过实际应用，在实际应用过程中还需要进行些调整和改进。相信经过广大同行的共同努力，定会在不久的将来，越来越多的场合使用准椭圆截面折流杆式换热器。