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立式换热器的设置和膨胀节的设计

作者: 添加时间:2018/12/20 1:22:26 浏览:

  1.膨胀节的设置需要


  在固定管板换热器中,由于壳程流体和管程流体之间存在温差,致使壳体和管束在工作状态与非工作状态的温度变化不一致,造成工作状态时壳体和管束的热变形量不相同。而壳体和管束通过刚性较高的管板固定在一起,必然造成在工作状态时,壳体和管束之间彼此约束着对方的变形,从而产生轴向载荷。为了避免壳体破坏、管子失稳、换热管从管板上拉脱,就必须考虑在壳体设置一个良好的变形补偿元件——膨胀节,以降低壳体和管束的轴向载荷。


  在固定管板换热器的设计中,若设备在低温差应力状况运行,一般不需考虑设置膨胀节;若壳体和换热管壁温差异较大时,则应考虑是否设置膨胀节。其具体依据为壳体轴向应力、换热管轴向应力和换热管与管板间的连接拉脱力三方面,若其中有一个不能满足强度条件时,就必须设置膨胀节。


  由于膨胀节在设备运行中起变形补偿的作用,所以膨胀节通常选用耐腐蚀材料,以减小腐蚀裕量,降低膨胀节厚度,提高单波补偿量,故其刚度相对较差。2.膨胀节的刚度差但不会影响(立式)换热器的稳定性


  膨胀节的壁厚小、刚度低,若将其布置在耳座上方,会不会因自重产生的轴向载荷而降低设备的稳定性呢?笔者认为,设备自重(指可能对膨胀节产生影响的局部自重)对膨胀节的影响应从非工作状态和工作状态两种情况进行考虑。下面分别对非工作状态自重不可能导致膨胀节失稳和工作状态应根据壳体受力情况确定膨胀节位置才能避免膨胀节因承受由自重产生的附加轴向载荷而降低设备稳定性两个方面进行分析。)在设计非标膨胀节时,由于膨胀节的实际位移量没有“单波最大位移量”进行比对,常常令人困惑。按GB 16749标准释义的介绍,出于安全考虑,各种材料的标准膨胀节在设计温度下的单波最大位移量e1是采用EJMA标准中的公式计算得出的,是各项应力及疲劳寿命达到临界值时所对应的单波最大位移量。GB 16749及EJMA标准中都将膨胀节位移量作为产生应力的因素,位移量是否合格完全是通过应力校核及疲劳寿命校核决定的,没有其他的限制条件。因此在设计非标膨胀节时,只要计算结果完全符合标准的规定,那么无论是压力还是位移量就都在允许的范围。当然,保留必要的余量还是应该的。