熱交換器新型小浮頭裝置的研究

摘要：浮頭式換熱器在煉油行業或乙烯工業中應用較多，但小浮頭是鉤圈和浮頭法蘭采用螺柱墊片的型式夾持著浮動管板連接結構，螺柱的材料等原因限制了使用壓力和溫度，高溫高壓工況下內浮頭容易泄漏。鑒于浮頭式換熱器這個缺點，發明了小浮頭新型裝置。

關鍵詞：浮頭式換熱器;焊接;小浮頭;泄漏

1新型小浮頭內容

本新型小浮頭所述的熱交換器新型小浮頭裝置主要由浮頭換熱器管束、橢圓形封頭、隔板、配重、連接用緊固件組成。浮動管板殼程側加工成凸肩與加長直邊的橢圓形封頭直接焊接，隔板與橢圓形封頭焊接，通過墊片與浮動管板連接，比原來減少了浮頭法蘭與鉤圈的連接，徹底解決了從而解決了浮頭密封面發生泄漏的這個難題。本裝置管頭試壓不需要專門的試壓胎具，同時解決了壓力試驗時的試壓胎具復雜，又節省了一筆不小的開支。

2技術方案

一種新型小浮頭裝置換熱器，主要包括浮頭換熱器管束、橢圓形封頭、分程

隔板、配重、連接用緊固件組成;所述浮頭換熱器管束浮動管板與橢圓形封頭相焊，配重通過緊固件連接夾緊浮動管板和橢圓形封頭。

所述新型小浮頭裝置換熱器浮動管板焊接連接，換熱管內腔與橢圓封頭內腔相通組成介質流體通道。

所述配重通過緊固件連接夾緊浮動管板和橢圓形封頭。

所述分程隔板通過與橢圓形封頭焊接完成介質分程，介質從換熱管進入浮頭內，通過隔板進入不同的腔體。

本新型小浮頭的有益效果具體體現為：所述的熱交換器新型小浮頭裝置主要由浮頭換熱器管束、橢圓形封頭、分程隔板、配重、連接用緊固件組成。浮動管板殼程側加工成凸肩與加長直邊的橢圓形封頭直接焊接，隔板與橢圓形封頭焊接，通過墊片與浮動管板連接，比原來減少了浮頭法蘭與鉤圈的連接，使其結構變簡單，徹底解決了從而解決了浮頭密封面發生泄漏的這個難題。

3附圖說明

圖1新型結構示意圖。 ?圖2圖1中A-A剖面圖

4具體實施方式

下面結合附圖對本新型小浮頭的具體實施方式作進一步的說明。

一種新型小浮頭裝置換熱器，主要包括換熱管1、浮動管板2、配重3、橢圓形封頭4、分程隔板5、緊固件6、墊片7;所述首先換熱管1與浮動管板2焊接連接;管頭經檢查無泄漏后，隔板5與橢圓形封頭4焊接完畢后加工分程隔板5密封面，隔板5與橢圓形封頭4保證在同一平面上，隔板5通過墊片7與浮動管板2連接，浮動管板2再與橢圓形封頭4焊接連接;配重3通過緊固件6將浮動管板2和橢圓封頭4其兩者夾緊。

所述浮動管板2管程側具有隔板槽，橢圓形封頭具有分程隔板5。

所述換熱管1與浮動管板2焊接連接。

所述橢圓形封頭4與分程隔板5焊接連接，浮動管板2再與橢圓形封頭4焊接連接，浮動管板2與分程隔板5通過墊片7連接使浮頭端實現介質分程。

所述分程隔板5與墊片7根據工藝要求及設計要求實現多管程的分布。

本新型小浮頭的工作過程：使用本新型小浮頭時，管程介質從換熱管1進入浮頭端，通過分程隔板5進行分程，從而進行換熱。

按照這個思路，我設計了解析塔底重沸器（E1306AB），型號FLB1000-245-25-6管束及小浮頭部分，代替原設備的管束浮頭部分。本管束是在原管束安裝尺寸的基礎上改造的，材質沒變，換熱管采用?25×2.5無縫鋼管，長度L=6000mm，數量為564件，由于換熱管規格長度不變，管板厚度也不變，所以換熱面積與原來相同。

各元件材質：

換熱管：10#?25×2.5無縫鋼管

管板、浮頭法蘭、配重：16MnⅢ級鍛件

橢圓形封頭：Q345R鋼板

制造技術要求

1.本設備應按GB/T150-2011《壓力容器》、GB/T151-2014《熱交換器》Ⅰ級管束的要求制造.驗收。

2.根據本設備的特點，專門制定了嚴格的工藝文件，制造中嚴格按照標準規范和工藝文件執行，做好每一道工序的自檢和專檢工作，既要確保主要工序的質量，比如管孔的精度，孔橋寬度，管頭焊接，管板與橢圓形封頭的焊接，也要保證其它工序的質量。

3.管板所用鍛件應符合NB/T47008-2017《承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件》中Ⅲ級鍛件要求，橢圓形封頭采用Q345R鋼板應符合GB/T713-2014《鍋爐和壓力容器用鋼板》的要求。

4.管板和橢圓形封頭均不允許拼接。橢圓形封頭按GB/T25198-2010《壓力容器封頭》制造、檢驗與驗收。

5.墊片采用波齒復合墊，材質采用S30408+柔性石墨，符合GB/T19066.3-2003《柔性石墨金屬波齒復合墊片技術條件》的要求。

6.本管束所用換熱管應符合GB/T9948-2013《石油裂化用無縫鋼管》中高級冷拔管的規定，及NB/T47019-2011《鍋爐、熱交換器用管訂貨技術條件》的要求。換熱管均應逐根進行水壓試驗，試驗壓力為5.0MPa，保壓時間不少于15s。換熱管不允許拼接。換熱管外徑偏差為±0.10mm，厚度偏差控制在±10%以內。

7.管板與管子的連接型式采用強度焊加強度脹，制造工藝如下：a：預脹;b：焊接;c：整體熱處理（不允許用電加熱帶）;d：強度脹（脹接采用液壓脹）;管頭焊接完第一遍后應進行100%PT檢驗，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ級合格，管頭焊接完第二遍后應進行100%PT檢驗，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ級合格。

8.管板、封頭與隔板組焊后進行消除應力熱處理。

9.所有定距管的長度公差為-1mm.

10.滑道與折流板焊牢，防沖板與定距管焊牢，且為連續焊。

11.水壓試驗壓力為3.13MPa，水壓試驗合格后焊接封頭。

12.封頭與隔板焊后進行100%MT檢驗，以NB/T47013.4-2015中Ⅰ級合格。

浮動管板與封頭焊縫逐層進行100%PT檢驗，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ級合格

浮動管板與封頭焊接完后進行100%MT檢驗，以NB/T47013.4-2015中Ⅰ級合格。

13.分程隔板密封面應在與封頭組焊后熱處理后再加工，且應保證在同一平面上。

14.封頭組裝時應保證分程隔板與墊片貼合，不得留有空隙。

15.封頭與浮動管板焊接后，直邊段不得高于浮動管板外徑。

參考文獻

[1]GB/T150-2011《壓力容器》

[2]GB/T151-2014《熱交換器》

作者簡介：姓名劉彩紅（1978.3.7—），性別;女，籍貫;山東省淄博市，民族漢;學歷本科;職稱：工程師，職務：無，研究方向;化工設備，單位：山東美陵化工設備股份有限公司 ; 郵編：255430