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      U型管換熱器中管板與管殼程的連接結構

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      U型管換熱器是指管束由彎管半徑不等的U形管組成且管子兩端都固定在同一管板上的管殼式換熱器。由於每根U形管可自由伸縮,管束與殼體之間不會產生溫差應力。殼程內設置折流板、縱向隔板等。折流板由拉桿固定。縱向隔板是一矩形平板,安裝在平行於傳熱管方向以增加殼程介質流速。其結構比固定管板式換熱器複雜,比浮頭式換熱器簡單。 

        

      U型管換熱器僅有一個管板,管子兩端均固定於同一管板上,管子可以自由伸縮,無熱應力,熱補償性能好;管程採用雙管程,流程較長,流速較高,傳熱性能較好,承壓能力強,管束可從殼體內抽出,便於檢修和清洗,且結構簡單,造價便宜。 


      U型管換熱器的優點是以尾部的自由浮動解決了溫差應力問題,且可以抽芯清洗,它也是可用於高溫、高壓和高溫差的換熱器,因而在石油化工中得到廣泛應用。它的管板與管殼程連接常見的結構是兩塊設備法蘭夾持一塊管板,此結構中,螺栓力對管板兩側的法蘭作用力是相等的,螺栓的設計應兼顧管板兩側的條件,要求以較大的螺栓載荷進行設計。 


      當管板兩側的設計壓力不同時,其墊片壓緊力不同。在操作狀態下,螺栓力等於墊片壓緊力加介質壓力引起的軸向力。壓力較高側的軸向力大,墊片壓緊力小,而壓力較低側正好相反。假設在操作狀態下擰緊螺栓,壓力較低側首先達到密封要求。在兩側壓差較大時,當壓力較高側還沒有達到密封要求時,壓力較低側的墊片可能已經被壓潰,因此,容易產生泄漏。 


      爲了解決U型管換熱器在壓差較大工況下的密封問題,可以在其在管板的延長部分上開螺栓孔,螺栓上帶凸臺。螺栓、墊片、法蘭都可按照兩側的要求分別設計。延長部分的厚度須滿足壓力較高側密封的螺栓力要求。在預緊過程中應先密封高壓側再密封低壓側。 


      或者是將兩片法蘭和管板通過全螺紋螺柱連接。管板的延長部分加工內螺紋,厚度爲1.5倍的螺柱直徑,管板延長部分應靠近壓力較高側。管板延長部分開螺栓孔和螺紋孔,分別實現對壓力較高側和壓力較低側法蘭的連接,壓力較低側可採用標準法蘭。在工程實踐中還應綜合考慮工藝要求,溫度等因素,斟酌決定。


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