熱網加熱器殼程折流板型式的研究

王麗娟

(遼寧華標壓力容器有限公司,遼寧遼陽 111000)

熱網加熱器殼程折流板型式的研究

王麗娟

(遼寧華標壓力容器有限公司,遼寧遼陽 111000)

主要針對大型電廠熱網首站,采用不銹鋼波紋管汽一水換熱器殼程折流板型式進行了研究,用周邊割豁折流板形式,常用的單弓形、雙弓形、三弓形、圓盤一圓環形折流板較安全可靠,換熱器設備運行時傳熱效率完全滿足要求。

周邊割豁折流板;弓形折流板;安全可靠

1 熱網加熱器殼程折流板型式

我們公司近幾年來一直為大型電廠設計制造首站熱網加熱器,以往采用的傳統換熱器形式是:固定管板式換熱器,換熱管為無縫直管,根據對管板計算殼程筒體需加膨脹節,折流板為上下或左右缺口形式。對于換熱面積較大,特別是達到950m2以上用過熱蒸汽加熱水的大型設備,既要減小占地面積又要提高換熱效率,節省材料。我們根據熱網加熱器的工作工況,研究設計出將換熱管采用不銹鋼波紋管,其優點是與光管相比,同樣的換熱面積能達到比光管更高的換熱效果,減小設備外形尺寸和占地空間。但由于不銹鋼波紋管采用薄壁不銹鋼管,經漲壓的特殊加工工藝,重量較輕,管程與殼程之間的溫差伸縮量由波節(紋)管補償,殼程不需設膨脹節,結構形式相應簡單,適合熱網工程中汽—水,水—水介質工況。

波紋管換熱器這種形式在整體強度設計中,應采用固定管板換熱器的計算公式,這無疑造成管束的剛度及周邊支撐強度與光管相比有所削弱,為了禰補由于管束支撐不足造成設備使用過程中的后果,經過研究分析,對該不銹鋼波紋管換熱器殼體折流板全部采用周邊割豁整體支撐管束和相應增加折流板厚度方法。這樣以來保證了設備在運行過程中管束受力均勻,又縮短了支撐間距,從結構設計角度保證了不銹鋼波紋管在運行中的安全。采用全部支撐式的折流板,設備長期運行后安全可靠無任何隱患,換熱效率大大提高。

2 設計參數

該設備結構與一般化工設備不同之處是殼程進口接管直徑大,并為雙進口,流量流速高,依據過熱蒸汽進入殼程以后分散于有冷空間中,把不銹鋼波紋管內.的水換熱而達是到換熱效果,具體殼程結構如圖1所示。我們根據上述特點,做成如下折流板型式如圖2所示。

采用這種折流板型式后,不銹鋼波紋管無支撐跨距相對縮短,使其支撐強度加強了,安全得到保證,對管板厚度設計計算有很大好處。

表1 設備具體設計技術參數表

圖1 殼程結構圖

圖2 折流板型式圖

3 對比分析

原來采用單弓形折流板,同樣的折流板間距,由于要留出缺口,使一部分不銹鋼波節(紋)管無支撐,大量過熱蒸汽進入筒體后部分不銹鋼波節(紋)管未被支撐,使部分波節(紋)管由于本身管壁薄加之脹接不均勻受到沖擊力的作用后,往往在薄弱地方使其破裂,難以修復。給安全使用帶來很大隱患。采用周邊割豁折流板型式后,進口處不銹鋼波節(紋)管得以加強,其余部分管也均勻得到支撐,工作中不銹鋼波節(紋)管受力均勻。

管板計算方面由于在同樣的折流板間距下,割豁折流板對不銹鋼波節(紋)管為全部支撐,無支撐跨距縮短。換熱管穩定許用壓應力當Cr≤Lcr/i時,當Cr>Lcr/i時,[σ]cr=在其它條件不變情況下Lcr減小, [σ]cr增加,規定[σ]cr值不應大于設計溫度時的換熱管材料許用應力設備更安全。

符號說明:

Cr—系數;

Lcr—換熱管受壓失穩當量長度,mm;

i—換熱管的回轉半徑,mm;

[σ]cr—換熱管穩定許用壓應力,M Pa;

經過我門對大型熱電廠設備使用工況考察和多年的實踐分析及殼程介質特點,將原弓形折流板進行重新開發設計成現在的割豁形式,無論在安全上,還是在工藝條件上完全滿足要求,現運行良好。

4 結 論

壓力容器設計首先保證設備使用安全性,其次是合理性和經濟性,同樣條件下,周邊割豁折流板比弓形折流板安全可靠,使用周期長,傳熱效果完全滿足使用要求。

TQ051.5

A

1003-6490(2010)02-0051-02

2010-05-15

王麗娟(1967-),女,遼寧沈陽人,1987年畢業于遼寧廣播電視大學機械專業,工程師,主要從事壓力容器的設計工作。聯系電話: 0419-2310147。