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固定管板式换热器膨胀节对实际设备运行的影响(下)

发布时间:2016-07-09

2.2 有膨胀节的固定管板式换热器的管板受力分析
  膨胀节的挠度要比壳体的大很多,在设备运行中,只需要较小的作用力的作用下,膨胀节就能产生较大的形变。将膨胀节设置到换热器上之后,管束和壳体因为受热所产生的膨胀将大为减小。通过相关的实验和推论不难得出上述结果。
  3 膨胀节对管板的影响
  以上分析可知,在设备的运行之中,管板同时受到,壳体、管子大小相同,方向相反的拉应力和压应力作用,使得管板产生很大的形变,威胁着管板的强度。经过相关的实验表明在换热器的壳体上设置膨胀节后,管板的应压力得到明显的减小,使得管板的受力状况得到了很大的改善。下面举一实例。某公司用换热器的相关数据如下:
  换热管的长度:200 cm
  沿换热管长度的平均壁温:23 ℃
  换热管材料:00crl8nil0
  管程壳体材料:20
  管程设计温度:65 ℃
  管程设计压力:0.59MPa
  列管式换热器换热管的根数:86
  沿壳体长度的平均壁温:l50 ℃
  管板材料:00crl8nil0
  壳体材料:00crl8nil0
  壳程设计温度:245 ℃
  壳程设计压力:0.85 MPa
  在将另一些附带数据以及这些数据输入计算机,在有、无膨胀节的情形下分别计算,所得出管板的厚度相差特别悬殊。设置膨胀节的换热器的管板,只需要25 mm的厚度;而没有设置膨胀节的换热器的管板的厚度居然要78 mm,这样既降低了换热面积,影响了设备制作工艺,还导致了材料的大量浪费。这是因为,换热器的温差很大,使得管板受到了很大的温差应力。在换热器上添加了膨胀节之后,壳、管之间的温差应力得到了很大程度的降低,使得很薄的管板也可以达到促使设备正常运行的要求。所以采用在换热器上添加膨胀节的设计是更合理的。
  4 设置膨胀节要注意的事项
  在实际操作中,应当根据具体的情况具体分析。如果只是微量减小管板的厚度,则没有设置膨胀节的必要,因为,它的造价很高。而当由于管板太厚,致使换热器换热管的换热面积不能满足要求,管板和换热管的胀接质量不能得到保证时,不设置膨胀节与设置时换热器的管板厚度有很大的差距时,则应当为换热器添加膨胀节。
  当为固定管板式换热器增加了膨胀节设置之后,在没有增添内衬筒的设置于膨胀节内的情况下,在安装设备内的折流板的时候,则应当避开膨胀节。如没有避开,折流板被安装在膨胀节的中间;那么,在设备运作是,就会有一部分的流体直接从膨胀节之中流出来,而不适回到折流板的缺口处再流出来,这样有害于换热器的换热效率。如果把衬筒设置在膨胀节的内侧,那么就不必担心上述问题的出现了,还可以防止震动,减小膨胀节的磨损等,但有时会对折流板和管束的安装产生一些麻烦,所以,这种结构也不是很常用。