(不锈钢换热器设计与最佳壳体结构选择)

时间:11月26日 来源:太阳能控制器 访问:
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  在换热器设备设计中,为了满足化工工艺要求,在介质进出口处应设置变径扩容空间,通常是采用变径折边锥形封头来实现这种扩容空间结构的。采用何种结构形式的变径锥体对设备壳体厚度和重量影响极大,同时直接关系到设备工程造价高低。

  煮沸器下段换热器是不锈钢类压力容器,是化肥生产的主要设备,直径为1500mm/l300mm,下段换热器长度为4 190mm.首台设备在1983年二期化肥工程建成投产运行6年后,于1989年退役更换。第二台设备运行13年后,2002年10月中旬以来连续发生管束泄漏而被迫停车检修处理,目前正处于维持生产状态。为了确保化肥装置稳定运行,经研究对1988年版设备结构进行改进设计,选择最佳结构方案,将壳体上的四个折边锥形封头,改为无折边锥形封头,节省锥形封头折边加工费用6000元左右,同时使设备主体重量在原设备基础上又减少了310kg.其设备的设计要点阐述如下。
  1设计条件不锈钢换热器设备设计技术参数见表1. 2新煮沸器设计方案确定考虑到该设备与原工艺管线安装尺寸其设备的外连接口应与原始保持不变。
  考虑到该设备应按照新标准进行设计,其壳体将会增厚,为减少重量将变量径折边锥形封头改为A类焊缝RT100%的无折边锥形封头。锥半角比原折边锥封头减少5*之多,从而使壳体厚度相应减薄。
  考虑到减少制造加工的工作量,将中间筒节由原三节直径1 300X184改为一节直径1 300X14筒节,从而去掉两道环焊缝长达828m.表1序号名称壳程(下段)管程序号名称壳程(下段)管程1介质化工低变气体钾碱液6腐蚀裕度(C2)002设计压力(MPa)1.60.17主要受压元件材质0Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10Ti3设计温度(°c)2301108换热面积(!)6034容器类9容器规格DN1300/1500!=25 3煮沸器下段壳体设计bookmark3 31按原煮沸器结构选择折边锥形封头设计计算大端锥壳过渡段厚度计算:折边小端有效厚度:5=5+=17.16+0.8=17.96取名义厚度§=18mm. C2-腐蚀裕度,0.连接筒体与锥体加强同等厚度为18mm.加强长度L=VD5=%1 =12.18,按变径段锥形封头厚度取名义厚度为16mm.(3)变径段锥形体设计确定锥形体大端是否在筒体连接处加强,用压力容器》曲线(-11),可不用加强连接筒体壁厚。

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