螺纹锁紧环换热器制造资料
“高-低压”螺纹锁紧环式换热器的设计
现管箱零部件尺寸的系列化设计，避免其径向尺寸调整量 2 “高-低压”螺纹锁紧环换热器的设计过程及主 行DŽ ᇌঞ㶎㒍ⱘ㶎䎱⹂ᅮˈ 䳔ֱ䆕㶎㒍ⱘᇣᕘय़㋻㶎ᷧ㶎㒍ᄨ䖍㓬᳝ড়䗖ⱘ䎱 ݀ ൌ ߮ʹͻ݉݉ ˗ܲ ൌ ʹ͵Ǥͺͳʹͷ ᴀ䆒প 太大，压紧螺栓一般采用M36~M42几种规格，且其相邻 要零件的设计计算
ܾüൿ⠛᳝ᬜᆚᇕᆑᑺˈPP˗ ᓣЁ˖ ܹܲ ൌ Ǥʹͺ ݐܾܲ݉ ܩܦ ൌ ͵ͷʹͲʹͶ ᓣЁ˖ܾüൿ⠛᳝ᬜᆚᇕᆑᑺˈPP˗ Ͷ 式中：b—垫片有效密封宽度，9.779mm； ܲݐ üㅵ䆒䅵य़˗ ܲ üㅵ䆒䅵य़˗ ᓣЁ˖ܾüൿ⠛᳝ᬜᆚᇕᆑᑺˈPP˗ ݐ Pt—管程设计压力； üൿ⠛य़㋻⫼ЁᖗⳈᕘˈPP˗ ܲ ݐüㅵ䆒䅵य़˗ ܦܦ üൿ⠛य़㋻⫼ЁᖗⳈᕘˈPP˗ ܩܩ ݍܦüय़ݙᕘˈPPDŽ
2.2 确定管程密封垫片的参数及尺寸
2.2.1 垫片选型
此处的垫片根据设备的操作工况，工艺包方文件的要 求，可选用硬度较低的金属平垫，如S11306，也可选用柔 性石墨波齿复合垫，对于较复杂的工况，可选用双金属自 密封波齿复合垫片[1]。本设备操作工况稳定，根据使用经 验选用回弹性好、密封寿命长、制造安装方便的柔性石墨 波齿复合垫，其制造、检验符合GB/T19066.3—2003的规 定，要求回弹率≥25%。垫片系数：m=3；y=50MPa。
1 图1看出管箱由内压引起的轴向载荷通过内部结构 传递至管箱筒体，由管箱筒体承受，使其结构紧凑、密封 可靠，相比大法兰结构较节约材料。
2.2.2 垫片尺寸
根据管箱内径、压圈的宽度及垫片的接触宽度（按设 备直径一般取25~30mm）确定垫片的内外径，，垫片的接 触宽度根据设备直径一般取25~30mm。本设备垫片接触宽 度取30mm，内径/外径分别取φ725mm/φ785mm。
螺纹锁紧环式换热器制造工艺
螺纹锁紧环式换热器制造工艺摘要：随着石油工业的飞速发展和国家对环境保护要求，螺纹锁紧环式换热器已经成为加氢裂化装置中的核心设备，针对螺纹锁紧环式换热器的结构特点对零部件装配、重点零部件加工、焊接、设备水压等方面进行简单地介绍，重点讲述了螺纹锁紧环式换热器在制造中的工艺难点及要注意的问题。
关键词：换热器、螺纹锁紧、组装、加工Abstract: with the rapid development of the oil industry and state environmental protection requirement, thread lock loop heat exchanger has become the core equipment of hydrocracking equipment, in view of the thread lock ring the structure characteristics of heat exchanger for parts assembly, key parts processing, welding, hydraulic pressure equipment in simply introduces, focuses on the thread lock ring heat exchanger in manufacturing process of the difficulty and the problems.Keywords: heat exchanger, thread lock, assembly and processing1前言随着石油工业的飞速发展和国家对环境保护要求的提高,加氢装置的需求量越来越大,给化机装备企业带来了更大的发展机遇。
螺纹锁紧环式换热器已经成为加氢裂化装置中的核心设备之一, 其特点为结构紧凑，泄漏点少，密封可靠，占地面积小，节省材料;一旦运行过程中出现泄漏，也不必停车，只须紧固内、外圈顶紧螺栓既可达到密封要求。
φ1600mm螺纹锁紧环换热器的设计
４台 换 热 器 的设 备 位 号 为 Ｅ ２ １ ０ １ （ Ａ、 Ｂ 、 Ｃ、 Ｄ ） ， 两 台一 组 ， 重叠 布 置 。换热 器结 构 示意 如 图 １
所示。
换热 器结 构型 式 ： 螺纹锁 紧环 式 Ｕ 型 管 。 设备 型号 ： Ｂ Ｉ Ｕ１ ６ ０ ０ － ６ ． １ ／ ７ ． ２ － ９ ２ ４ — ６ ／ １ ９ － ２ 。 操作 介质 除烃 类 （ 柴油 ） 外， 主要组 分见 表 １ 。
在高温 下仍 有较 高 的强度 和较 好 的韧性 。
为抗 高温 Ｈ ＋Ｈ Ｓ腐 蚀 ， 在 管 箱 侧 需 堆 焊
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第２ ４卷第 ２ 期
励 国辉 ． ￣ １ ６ ０ ０ ｍｍ 螺 纹 锁焊 层 采 用 双 层 式 ： 内 层 为
换热 器及 其密 封结 构提 出 了较高 的要求 。通 过 比
较， 采用 了螺 纹 锁 紧 环式 换 热 器 。螺 纹 锁 紧环 式 换热 器 的优点 是密 封可 靠 、 结 构 紧凑 、 生 产维 护简 便、 能及 时排 除设 备运 行 中的泄漏 ， 因此在加 氢装
置 中 已得 到 了广泛 应用 。
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静 设 备
石 Ｐ 油 化 工 设 备 技 术 ， ２ ０ ０ ３ ， ２ ４ （ ２ ） ・ １ ・ ｅ ｔ ｒ ｏ — Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
￣ １ ６ ０ ０ ｍｍ 螺 纹锁 紧环 换 热器 的设 计
裹 １ 操作介质 （ 除烃 类 外 ） 主 要 组 分
部 位 工况 初 期 Ｈ２ ６ ３ Ｈ２ Ｓ １ ． ４ ｌ ＿ １ ５ ２ ． ４×１ Ｏ 一 ２ ． ７ ×１ ０ 一 ＮＨ３ Ｏ ． １ ２ ０ ． ０ ９ ８ ６ Ｏ Ｏ Ｈ２ ｏ ０ ． １ ６ １ ５ ０ ． １ ９ ５ ７
螺纹锁紧环换热器制造技术探析
- 23 -第1期螺纹锁紧环换热器制造技术探析程志科（北京燕华工程建设有限公司， 北京 102502）[摘 要] 螺纹锁紧环换热器在加氢装置中使用的数量越来越多。
与其它结构换热器相比，螺纹锁紧环换热器具有耐高温高压、安全高效、维修简单、结构紧凑、密封可靠、占地面积小等优点。
一旦运行中出现泄漏，不用停车修理，只要紧固内、外圈顶紧螺栓就可起到密封作用。
但它也存在缺点，主要是结构复杂，制造周期相对较长，制造过程繁琐，其中焊接工作量大，机加工工作量大，各零部件间配合精度及制造装配技术要求较高，批量生产难度大，在拆装时，需要整套的专业工装，费时费力。
目前国内只有少数几家公司掌握此类设备制造技术。
[关键词] 螺纹锁紧环；换热器；制造；质量控制作者简介：程志科（1983—） 男，河北邢台人，河北工业大学机械工程及自动化专业毕业，学士学位，工程师，一级建造师，质量工程师，PMP。
现从事石油化工设备制造技术工作。
1-垫片；2-管板；3-盘根压环Ⅱ；4-盘根；5-盘根压环Ⅰ；6-管箱内套筒；7-顶压螺栓；8-分合环；9-压环；10-支架；11-外密封圈；12-密封盘；13-内压圈；14-外压圈；15-螺纹承压环；16-顶杆；17-内压杆；18-外压紧螺栓；19-内压紧螺栓；20-压盖图1 螺纹锁紧环换热器结构示意图1 螺纹锁紧环换热器简介螺纹锁紧环换热器主要由管箱、壳体、管束、螺纹锁紧环、盖板分程箱、压环、密封板等零部件组成，如图1。
螺纹锁紧环换热器结构比较复杂，机加工件较多。
尤其是管箱组件及螺纹锁紧环为设备制造的关键零部件。
螺纹质量的好坏，直接影响到密封的可靠性及产品的安全性。
管束与管箱筒体及内件的装配关系要求制造中要有很高的加工精度，以提高密封的可靠性及装配的顺利进行。
换热器的壳体和管箱焊为一体，由内压引起的轴向力通过管箱盖和螺纹由壳体本体承受，因此，加给密封垫片的比压小，所需要的螺栓预紧力小。
其特点是无法兰及主螺栓，压紧垫片的压力由装在螺纹承压环上的压紧螺栓专门提供，设备内部的压力载荷发生波动时，不影响垫片密封，同时压紧垫片面向的螺栓受力是压缩方向的，更有利于弥补垫片回弹作用，因此密封可靠。
螺纹锁紧环换热器制造资料
• 4.2高-低压螺纹换热器管箱组装 (见图7)
• 4.2.1.内壁堆焊的管箱筒体：先堆焊管箱筒 体内壁，按图纸尺寸加工管箱筒体，螺纹 部分及密封面留3mm 余量，组焊管板，探 伤合格后号开管箱筒体上接管孔，镗坡口 ，组焊接管，焊后中间退火，组焊管箱筒 体外部附件，管箱终退，立车管箱筒体密 封面、管板密封面、管箱筒体大螺纹， • 加工管板上设备螺栓孔、拉杆孔及管板上 隔板槽到图纸尺寸。
• 1.2壳程筒体椭圆度、不直度规定： • 当设计文件无要求时，按以下要求执行；当设 计文件有要求时，按设计文件要求执行。 • 1.2.1 壳程筒体同一断面最大直径与最小直径之差 e≤0.5%DN； • 且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm； • 当DN＞1200mm时，其值不大于7mm。 • （DN-壳程筒体内径） • 1.2.2 壳程筒体直线度允许偏差为≤1.5mm。
• 4.2.3内壁不堆焊的管箱筒体中间隔板需分 割成两部分，见下图（8），一部分为周边 50mm宽的“回”字形（终退前焊接完毕 ），另一部分为中间部分隔板（中间部分 隔板待管头焊接、胀接、热处理及管头水 压试验合格后再装焊，装焊前需对中间部 分隔板开制坡口，焊后将焊接接头磨平） 。
• 4.2.4.管板制造 • 4.2.4.1管板上换热管孔要求数控钻，待管箱终退 后安排铰孔序； • 4.2.4.2管板密封面、隔板槽、螺栓孔及拉杆孔先 不加工，待管箱终退后再加工到图纸要求的尺寸 。 • 4.2.5组装管束： • 4.2.5.1铰管板上换热管孔，清洗管孔，搭建管束 骨架，穿管，平管头，焊管头，换热管与管板焊 接接头PT检测，胀管。
• 1.1.2 壳程筒体采用卷制成型后割除直头、割磨坡 口方案时，内径允许偏差可通过筒体卷制成型后 实测外圆周长加以控制，卷板前按筒体下料长度 近似计算公式计算出下料尺寸，用洋冲眼划线标 记,并引至中心层作洋冲标记，并在钢板中心位置 打洋冲眼标记。筒体卷制后开坡口前，测量筒体 实际壁厚至少8点,根据筒体实测壁厚计算筒体外 周长尺寸，与已划下料线核对后从筒体中心位置 标记处向两边按划线均匀割除余量。合口后焊接 纵缝前再次测量筒体外周长，以确定筒体内径尺 寸符合图样要求。
螺纹锁紧环换热器
螺纹锁紧环换热器文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）螺纹锁紧环换热器摘要本文结合检修过程，简要阐述了高压螺纹锁紧环换热器的拆装程序，着重分析了检修中存在的几个主要问题及可采取的相应措施；并计算了如何确定管、壳程垫片螺栓预紧力。
关键词高压螺纹锁紧环换热器结构特点问题对策1概述在炼油厂使用的换热器结构形式较多，但最常用的是普通大法兰联接型式的换热器。
该换热器具有结构简单、拆卸方便、易于密封等优点。
但随着装置的大型化，所需换热器的尺寸也越来越大，尤其是在加氢裂化、加氢脱硫等装置上用于高温高压并含有氢和硫化氢介质场合的换热器，首先要解决在如此苛刻条件下的密封问题。
为了解决密封问题，这种形式的换热器管、壳程法兰将变得很厚，其紧固螺栓也随之明显增大，这不仅给紧固、拆卸带来了很大的困难，既不便于维修，又难以保证不漏，并且大大增加了金属材料的耗量。
所以，具有密封可靠、结构紧凑、维护简单而且又能及时解决运行中出现的泄漏问题的螺纹锁紧环式换热器应运而生，并广泛地应用在加氢裂化和加氢脱硫等装置中。
2螺纹锁紧环换热器的结构特点螺纹锁紧环换热器的密封结构最早是由美国Chevron公司和日本千代田公司共同开发研究成功的，我国已有十几套加氢装置使用这种换热器。
此换热器的管束多采用U形管式，它的独到结构在于管箱部分。
该换热器可分为两类：即H-H型和H-L型，H-H型适用于管壳程均为高压的场合；H-L型适用于壳程为低压而管程为高压的场合［1］。
本文重点介绍H-H型螺纹锁紧环换热器，它的基本结构如图1所示。
图1H-H型螺纹锁紧环换热器基本结构图管箱中：1、管板；2、壳程垫片；3、隔板箱；4、填料；5、填料压盖；6、内法兰；7、三合环；8、内法兰螺栓；9、管程垫片；10、垫片压板；11、外压环；12、外圈压紧螺栓；13、外圈顶梢；14、螺纹锁紧环；15、管箱盖板；16、内圈压紧螺栓；17、内压环；18、支撑圈；19、内套筒。
螺纹锁紧环换热器的设计
１ 螺 纹 锁 紧环 换 热 器 的 特 点
２ 螺纹锁紧环换热器 的设计计 算
螺纹锁 紧环换热器有 高 一高压（ Ｈ—Ｈ） 和高 一低压 （ Ｈ—Ｌ ） 两种 型式 ，当管壳程均 为高压时采用 Ｈ—Ｈ 型；壳 程为低 压而 管 程 为高 压 时采 用 Ｈ — Ｌ型 。 出 于 对 事 故 工 况 时 （ 换热 管爆管 时）安全 的考虑 ，一般低压侧 的设计压力 取 ４ ／ ５高压侧 的设计
占［ ２１ ．
、、 ‘
的公称 直径 为 ８ ０ ０～１ ６ ０ ０ ｍｍ，国内制造 厂也 对该 型换热器 的制
造积 累了丰富的经验 。
（ １ ）密封可靠 ：管壳 程密封 的 “ 双保 险” ，在 内部螺栓 失 效 的情况下 ，还可 以靠 拧紧内圈螺栓保证密封 。 （ ２ ）结构紧凑 ：去掉 了带颈大法兰 ，壳程 开 口接管 可 以尽 量靠近管板 ，换热管利用更充分 。
关键 词 ：换热器；螺纹锁紧环 ； 结构 ； 受力；设计
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｅ ９ ６ ５
文 献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５— ０ ２ ０ ３ — ０ ３
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｂｒ ｅ ｅ ｃ ｈ Ｌｏ ｃ ｋ Ｈｅ ａ ｔ Ｅｘ ｃ ｈａ ｎｇ ｅ ｒ ｓ
Ｈ Ｕ Ｎｔ ａ ｎ
（ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ Ｉ Ｎ Ｏ Ｐ Ｅ Ｃ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
压力 。
大直径螺纹锁紧环高压换热器研制通过技术鉴定
３ 低 温 储 罐 安 全 设 计 低 温 储 罐 因 其 储 存 介 质 易 燃 易 爆 且 储 量 较 大 ， 全 措施 的设计 显得 尤为 重要 。 安
３ １ 温 度 测 点 的 设 置 ．
为 防止 发 生 液体 “ 滚腾 ” 象 ， 切监 视 低 温 现 密 储 罐 内温 度 的分 布 是 必 要 的 。因 此 ， 温 储 罐 内 低
要设 置 １ Ｏ个 左 右 的 温 度 测 点 ， 中 一 个 测 点 在 吊 其
低 温 储 罐 罐 顶 设 有 防 负 压 的 真 空 阀及 介 质 排
大气的安全 阀， 以备在负压或罐内超压工况下使用 。
３ ５ 完 整 的 消 防 水 系 统 ．
顶 以上 ， 其余 在 高度 方 向上 均 匀 布 置 。内罐 的罐
机 一 般 设 置 两 台 ， 台作 为 基 本 负 荷 压 缩 机 ， 一 一 另
低温 储罐 的设计 ， 特别 是 １ ０ｋ ０ ｍ。以上 的大 型储 罐 系统 的设 计 主要垄 断在 国外几 家公 司 。近 几 年来 ， 内的设 计 单位 采 用 与 国外 公 司 合作 的 国 方 式参 与 了一 些低 温储 罐 的设 计 工 作 ， 习 并积 学 累了一些 经 验 ， 具备 了一 定 的设 计 能 力 。大 型化 及 高安全 性 能要 求 是今 后 低 温 储罐 发 展 的 方 向 ， 这 也必 然会带 来结 构 的多样化 及材 料组合 的多样
大 直 径 螺 纹 锁 紧 环 高 压 换 热 器 研 制
通 过 技 术 鉴 定
由 中国 石 化 工 程 建 设 公 司 、 州 兰 石 机 械 设 备 有 限 兰
直 径 螺 纹 锁 紧 环 高 压 换 热 器 设 计 和 制 造 上 的 空 白 ， 我 使 国 大 型 化 螺 纹 锁 紧 环 高 压换 热 器 的设 计 和 制 造 水 平 上 了 新 的 台 阶 。该 设 备 随装 置 运 行 近 一 年 ， 出 现 异 常 ， 用 未 使
螺纹锁紧环式换热器总体介绍
1.2 工艺装备方面 我公司生产设备共近500台（套），有代表性的高精尖设备
14台（套）： • ① 意大利进口PSIT3100×160全液压三辊卷板机。 • ② 德国进口plate roller全液压三辊卷板机。 • ③ 9兆伏电子直线加速器DZ-9/3000（北京自动化研究所）。 • ④ 落地式数控镗铣床TK6920，产地 ：昆机。 • ⑤ 数控镗铣床KBT-13DS（日本）。 • ⑥ 数控深孔钻NDS/GB1200，最深钻孔1.2米（北京哈曼）。 • ⑦ 250吨桥式吊车2台，合吊重500吨，产地：大连。 • ⑧ 8米立式数控车床DVT8000×40/Q-NC8（齐齐哈尔一机）。 • ⑨ 6.3米立式数控车床，产地：武汉重型。 • ⑩ MOLINE公司MF190 6轴数控钻床，产地：美国。 • ⑪ 1600A伊莎焊机，产地：瑞典。 • ⑫ 双丝窄间隙焊机HSS-300，产地：哈焊所。 • ⑬ 26米×10米×7米 电脑程控液化气燃炉，设计：杭州二院。 • ⑭ 14米×4.5米×4米 电脑程控油炉，设螺计纹锁：紧环杭式换州热器二总体院介绍。
• 这种密封带用耐高温的膨胀石墨编制成石墨纤维绳，其内部带 有金属纤维，且有不小于2Mpa的拉伸强度，均匀填满，不允 许有空穴。石墨绳保持比较紧状态，在三面约束下，从上面压 紧载荷达约8万牛顿时，被压缩量为总量的30～35%，厂家出 厂都做完。
• 件-20盘根：用于管程内部密封。
• 件-21-0波齿符合垫片，制造厂：南方垫片厂或南京艾志厂
• 现北京院近2～3年设计都已改缠绕垫片，原因主要考虑用户现 场保存、安装不方便，外层石墨易损伤、脱落。SEI对应的用 户北方用户居多，而洛阳院南方用户居多，洛阳院设计基本还 是波齿复合垫，但缠绕垫片制造质量好的话可比波齿回弹性好， 国外现设计使用缠绕垫片。
高压螺纹锁紧环式换热器简介
向力 ，并将 其 作用在 管箱 简体 螺纹 上 。螺纹 锁紧环 是此 种换 热器 最主 要的部 件 ，螺纹 采用 ＡＮＳＩ Ｂ１．８的短齿 梯形 螺纹 ，外 圈梯形
是整 台设 备 中最 难加 工 的部分 ，螺 纹 的加工 精度直 接影 响到 设 备 的密封 及Ｊｔｌ￣Ｎ装 配 。螺距通 常选 用 ２３．８１２５ ｍｍ 和 ２８．５７５ ｉＴｌｍ 两
ｌ概 述
随着 国 内炼 油装 置 日趋大 型化 ，高 压螺 纹锁 紧环式 换热 器 以 其紧 凑的 结构 及 比较 可靠 的密封 性 能，得到 了越来 越广 泛 的应用 。
螺纹锁 紧环 式换 热器 从结构 形式 上可 划分 为：高．高压形 式和 高．低压 形式 。
２高．高压螺纹锁 紧环式换热器
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｂａｔｕｒｅ ｏｆ ｂｒｅｅｃｈ－ｌｏｃｋ ｃｌｏｓｕｒｅ ｈｉＩｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒ ｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｐａｒｔｓ，ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｂｒｅｅｃｈ·ｌｏｃｋ ｒｉｎｇ，ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｖｅｒ，ｉｎｎｅｒ／ｏｕｔｅｒ ｂｏｌｔｓ，ｓｐｌｉｔ ｒｉｎｇ，ｐａｓｓ ｐａｒｔｉｔｉｖｅ ｆｌａｎｇｅ，ｇａｓｋｅｔ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｂｏｌｔｓ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎｃｌｕｄｅｄ．
壳程轴 向力 ：
（１１）内部螺 栓 ，主 要作 用 是压 紧管 板 两侧 垫 片 ，材 质较 为特 殊 ，一 般选 用 ＡＳＭＥ ＳＡ４５３．６６０Ｂ。此件 是壳 程一 次水 压试验 的关
螺纹锁紧环式换热器介绍
螺纹锁紧环式换热器介绍螺纹锁紧环式换热器介绍目录一、概述二、螺纹锁紧环式换热器制造简述三、螺纹锁紧环式换热器简明工艺流程图一、概述1．简要说明螺纹锁紧环式换热器是当前世界先进水平的热交换设备, 国内外大型炼油企业在加氢裂化和重油加氢脱硫装置中一般均采用此种形式换热器。
它具有结构紧凑, 泄漏点少,密封可靠, 占地面积小, 节省材料的特点. 一旦运行过程中出现泄漏点, 也不必停车,紧固内、外圈顶紧螺栓即可达到密封要求。
但结构复杂,机加工量大, 装配复杂,拆卸需要借助专用工装,随着炼油规模及装置大型化及其装置的更新、增加,对此类设备的年需求量日增。
以往此类设备, 均依赖从日本、美国及意大利进口, 国家每年需支付大量外汇, 故早在“七五”期间, 国家将其列入国产化攻关项目, 由中石化总公司、原机械部组织, 洛阳设计院与兰石厂联合攻关。
最初,通过引进、吸收、消化国外技术及意大利IMB公司合作生产的方式, 为镇海炼厂“80万吨/年加氢裂化装置”生产出两台(重叠为一组) “H--H”型螺纹锁紧式换热器。
在此基础上,又进行了联合攻关的第二步, 即完全国产化一台, 此台也用于此装置中。
这三台换热器, 在镇海炼厂未停车运行三年多后进行设备检修至今运行正常, 证明其质量是有保证的。
此三台换热器的制造成功, 标志着此类换热器整体制造功关目的已基本达到, 从设计到制造, 已具备国产化的条件。
双壳程螺纹锁紧环高压换热器为九十年代国外新一代高科技产品。
八十年代中期,各制造厂家就在开发研究“双壳程螺纹锁紧环高压换热器”上投入了较大的人力、物力, 从材料的采购，结构设计，制造工艺及质量控制等方面进行了大量的工作, 并制定出科学合理可操作的制造工艺方案。
此类设备主体材料的焊接和内壁不锈钢层的堆焊,其工艺已相当成熟。
单个筒体环缝坡口均采用立车加工，以保证组装后的直线度。
为了保证两大段组装后达到图纸的要求, 在两大段对接端口设计了自动定心工装, 大螺纹加工是本设备制造非常重要的一环,各制造公司设计了专用测量工具及样板,编制了专用加工工艺和检检方法,采用了大型数控镗铣床加工, 保证大螺纹一次加工成功,换热管与管板贴胀,采用新开发出的液压涨管技术进行涨结,管壁无机械损伤和减薄, 提高了管壁抗腐蚀能力, 并且大大便利了内部施工,降低了劳动强度. 安装管箱内件, 采用新设计旋螺纹工装旋入大螺纹, 确保螺纹环旋到位.这充分说明国内制造厂有条件，有能力制造开发更高参数更新结构的双壳程螺纹锁紧环高压换热器。
螺纹锁紧环式换热器
螺纹锁紧环式换热器雷永飞加氢车间摘要：螺纹锁紧环式双壳程换热器以其较高的换热效率、可靠的安全系数和简单的在线修理功能，非常适合在高温、高压和临氢环境下使用。
本文主要介绍了中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部“十五”二期重点建设项目140万吨/年加氢裂化装置选用的螺纹锁紧式双壳程换热器的结构、材料、制造过程以及检验方法等特点。
关键词：螺纹锁紧环式换热器 2.25Cr-1Mo 双壳程加氢裂化1序言换热设备在炼油和化工生产中占据着重要的地位，它不仅能为生产过程提供必要的工艺条件，而且为减少能源消耗、降低生产成本起到了重要的作用。
可是随着生产技术的发展，人们对设备安全运行和换热器的换热效率的要求逐步提高。
传统的管壳式换热器已经逐渐不能满足在高温、高压条件下的生产需要。
中国石化上海高桥分公司炼油厂1400kt/a加氢裂化装置在设计阶段，根据同类型装置的考察和本装置的生产需要选用了具有较高换热效率、优良在线修理形式的一种新型换热器——螺纹锁紧环双壳程换热器。
中石化高桥分公司炼油事业部1400kt/a加氢裂化装置是该厂适应生产需要和市场需求而建设的“十五”二期重点项目之一，该装置采用中石化集团抚顺石油化工科学院（FRIPP）开发的3936和3976单段双剂串联一次通过的加氢裂化工艺，由北京设计院设计。
装置计划于2004年4月建成，2004年6月正式投产。
该装置共选用了6台螺纹锁紧环式换热器（都为高压换热器）。
其中，E3101/A、E3101/B 和E3103都采用了壳程筒体和管程筒体整体高压的整体式，而E3102、E3104和E3107因为管程压力较高而壳程压力较低采用了壳程筒体和管箱筒体采用螺栓连接、管板和管箱一体的分体结构形式。
2介绍2.1结构特点2.1.1整体式螺纹锁紧环换热器这种换热器适用于管程和壳程同为高压的介质，管箱同壳程介质共用一个壳体，壳程侧顶端为封头，管箱端部用螺纹承压环旋入，就像一个大的丝堵旋入管箱内。
螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束结构与优化设计
螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束结构与优化设计引言：换热器是一种常用的热交换设备，用于在不同介质之间传递热量。
螺纹锁紧环式加氢换热器是一种具有高效换热性能和可靠性的换热设备。
本文将讨论该换热器的换热管束结构，并提出其优化设计方法。
一、螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束结构1. 换热管束的构成螺纹锁紧环式加氢换热器的换热管束由一串管子组成，这些管子被固定在一个支架上，并与进出口管道相连。
每个管子都有一系列的螺纹，形成螺纹管束。
管束中的每个管子都充分接触，以优化热量传递。
2. 螺纹结构设计在螺纹锁紧环式加氢换热器中，螺纹结构的设计起着至关重要的作用。
合理的螺纹设计可以增加管子的表面积，提高热传导效率。
一般来说，螺纹的深度、间距和形状都会影响热量传递的效果。
3. 管束固定方式为了确保管束的稳定性和安全性，螺纹锁紧环式加氢换热器通常采用螺纹锁紧环来固定管束。
螺纹锁紧环可以有效地防止管束松动和位移，保证换热器的正常运行。
锁紧环的设计需要考虑到管束的尺寸和材料的选择。
二、螺纹锁紧环式加氢换热器的优化设计方法1. 管束材料在螺纹锁紧环式加氢换热器的优化设计中，选择合适的管束材料非常重要。
材料的选择应考虑到其耐腐蚀性、导热性和强度等因素。
常见的材料包括不锈钢、铜合金等。
2. 管束间距管束间距的选择对换热器的换热效率有着重要影响。
过小的管束间距可能导致管束堵塞和流动不畅，而过大的间距则会降低换热效果。
因此，需要根据具体的换热需求和流体参数来确定合适的间距。
3. 螺纹形状螺纹锁紧环式加氢换热器的螺纹形状应根据流体特性和换热要求进行设计。
一般来说，螺纹的形状可以是圆形、方形、三角形等。
通过合理设计螺纹的形状可以增加管子的有效换热面积，提高换热效率。
4. 锁紧环的设计为了确保管束的固定和安全，锁紧环的设计也需要考虑到多个因素。
合适的锁紧环尺寸、材料和结构可以增加管束的稳定性，并减少运行过程中的振动和松动现象，从而延长换热器的使用寿命。
螺纹环换热器总体介绍
2 螺纹环换热器结构介绍
螺纹环换热器一般由6个部分组成：
1、承压环；2、压盖；3、分程箱；4、管束；5、壳 体（管箱、筒体）；6、支座，下面逐其介绍（见图 1）。
件–1-0（固定）/-26-0（活动）支座：能承受设备最 大重量（金属+保温+充水），同时满足应力校核。
件-2、-3是内外压圈，-4是内、外压杆，都是传力零 件。
件-20盘根：用于管程内部密封。
件-21-0波齿符合垫片，制造厂：南方垫片厂或南京艾志厂
现北京院近2～3年设计都已改缠绕垫片，原因主要考虑用户现 场保存、安装不方便，外层石墨易损伤、脱落。SEI对应的用 户北方用户居多，而洛阳院南方用户居多，洛阳院设计基本还 是波齿复合垫，但缠绕垫片制造质量好的话可比波齿回弹性好， 国外现设计使用缠绕垫片。
14台（套）： ① 意大利进口PSIT3100×160全液压三辊卷板机。 ② 德国进口plate roller全液压三辊卷板机。 ③ 9兆伏电子直线加速器DZ-9/3000（北京自动化研究所）。 ④ 落地式数控镗铣床TK6920，产地 ：昆机。 ⑤ 数控镗铣床KBT-13DS（日本）。 ⑥ 数控深孔钻NDS/GB1200，最深钻孔1.2米（北京哈曼）。 ⑦ 250吨桥式吊车2台，合吊重500吨，产地：大连。 ⑧ 8米立式数控车床DVT8000×40/Q-NC8（齐齐哈尔一机）。 ⑨ 6.3米立式数控车床，产地：武汉重型。 ⑩ MOLINE公司MF190 6轴数控钻床，产地：美国。 ⑪ 1600A伊莎焊机，产地：瑞典。 ⑫ 双丝窄间隙焊机HSS-300，产地：哈焊所。 ⑬ 26米×10米×7米 电脑程控液化气燃炉，设计：杭州二院。 ⑭ 14米×4.5米×4米 电脑程控油炉，设计：杭州二院。
在品种扩增的基础上,我们加大力度扩大产品的 市场占有率，就螺纹环换热器一项，从98年为镇海 制造的国内第一台螺纹环换热器起，至今我公司共 产 成 螺 纹 环 换 热 器 1 4 3 台 ， 其 中 最 大 直 径 为 φ1600 （2 台 ） ， 一 台 是 齐 鲁 石 化 DFU(S)1600-11639.45/9.9-6.64/19-2I，一台是青岛炼油DFU1600-10489.0/9.35-6/19-2I。
螺纹锁紧环换热器制造工艺探讨
的特 点 ，按 所 述 工 艺 方 法 进 行 制 造 的 螺 纹锁 紧环 式 换 热 器 ，满 足 了设 计 要 求 。 同 时 对 类似 设备 的 制造 具有 一定 参考 价值 。
３结 论 通 过 对 螺 纹锁 紧 环 式 换 热 器 的结 构 特 点 、 制 造 工 艺 及 工 装 设 计 、使 用 方 法 的论 述 表 明 ， 螺 纹 锁 紧环 式 换 热 器 具 有 结 构 复 杂 、制 造 技 术 含 量 高
注 ：本 设备管板设计压力为３ ． ５ Ｍ Ｐ ａ ，因此管程和壳程不能按各 自的试验压 力单独进 行水压试验
１ ． ２设备 结构 见 图 １ 。 本 台螺 纹 锁紧 环 式换 热器 为Ｈ— Ｈ型 （ 管程 、 壳 程 高 压 式 ）和 双 壳程 结 构 。
构 的螺 纹锁 紧环 式 高压换 热器 为例 加 以论述 。 换 热 器 的管 箱 与 壳体 组焊 为 一体 ， 管 程 密 封 和 壳 程 密 封 均 在 管 箱 上 ，有 两 圈压 紧 螺 栓 ，管 箱 侧 内件较 多 ，管 束可 单独 抽 出 。
◆ 参 考 文 献 ｆ １ １ ＧＢ １ ５ ０ ． １ — １ ５ ０ ． ４ － ２ ０ １ １ ，压 力 容 器 【 Ｓ 】 ． 『 ２ １ ＧＢ １ ５ １ ． １ ９ ９ ９ ， 管壳 式 换 热器 ［ Ｓ 】 ． 【 ３ 】 ＨＧ 厂 ｒ ２ Ｏ ５ ８ ４ － ２ Ｏ ｌ １ ，钢制 化 工 容 器制 造 技 术 要求 ［ Ｓ 】 ． ［ ４ ］ 李世玉主编 ，全国锅炉压力容器标准化技术委员会编． 压 力容器设计工程师培训教程 ｔ － Ｍ］ ． 北京：新华 出版社 ，２ ０ ０ ５ ．
纹锁 紧环 换 热器 的结 构及 制造 工 艺加 以阐述 。
高压螺纹锁紧环式换热器讲课
国产化期间我国引入意大利IMB公司技术，采 用摇臂式上紧工装，此工装具有依赖外部辅助 装备少，可多方位调节等优点，但存在工装结 构复杂，不易调节等缺点。
另一种杠杆加平衡物的上紧工装，效果良好， 证明其具有结构简单，易调节等优点。目前国 内的大螺纹上紧工装均是采用杠杆加平衡物的 结构，其具体结构如图 9所示。
高压螺纹锁紧环式换热器
目录
一、高压螺纹锁紧环式换热器概述 二、高压螺纹锁紧环式换热器结构 三、高压螺纹锁紧环式换热器检修
概述
随着石油工业的不断发展，国内外炼油企业的加 氢裂化和重油加氢脱硫装置，近年来逐渐大型化，国 内一些大型炼厂加氢裂化装置该装置已达到140万吨/ 年。由于加氢裂化装置是在高温、高压工况下操作， 介质又是易燃、易爆的氢气和烃类，因而对设备的设 计和制造提出了更高的要求，必须保证安全可靠，长 周期运行而不泄漏，而且维修方便，检修周期短。
结构
结构特点
b．H-L型（管程高压、壳程低压式）（图2） 特点：1）管箱与壳体为法兰连接，可分离； 2）管板与管箱组焊为一体； 3）管程密封与壳程密封里分开的； 4）有一圈压紧螺栓； 5）管束与管箱连接为一体。
结构特点
结构特点
1.1.2按壳程介质流动方向分类 a．单壳程型 特点：1）壳程侧接管一前一后、上下分
结构特点
制造
螺纹锁紧环式换热器制造
螺纹锁紧式换热器由于其结构的特殊性， 对制造厂有较多要求：
纹锁紧环装配
大螺纹的组装是此类设备制造过程中非 常重要的一个环节，要保证大螺纹顺利 旋入，除了要有好的螺纹加工质量，还 应配有好的上紧工装，为用户提供最适 宜的上紧工装，一直是制造厂多年科研 攻关的内容之一。
螺纹锁紧环换热器结构原理分析
螺纹锁紧环换热器结构分析为满足现有催化混合柴油产品质量升级得需要，我厂新建35万吨／年柴油加氢改质装置，采用加氢改质、异构降凝组合工艺技术,在降低柴油凝点得同时,降低柴油硫含量与密度，提高十六烷值，并保证较高得柴油收率，以期效益最大化。
但就是柴油加氢工艺具有高温、高压、临氢、易燃、易爆与腐蚀性强得特点,为保证装置“安、稳、长、满、优"得运行目标,设备运行得可靠性显得尤为重要。
加氢装置苛刻得操作条件下,设备得密封问题至关重要.在高压条件下得换热器,如果采用普通得法兰式换热器，其管壳程法兰将变得非常厚,紧固螺栓直径也随之增加很大,给设备得紧固、拆卸带来了很大得困难，既不便于维修，又难以保证不漏,并大大增加昂贵金属材料得消耗.为了解决这些问题,加氢装置高压部位通常选择螺纹锁紧环式换热器。
它具有密封合理，结构紧凑、维护简单得特点，其管箱用大型螺纹锁紧环承担全部压力,压紧垫片得螺栓只提供垫片压紧力，改变了普通换热器两个大法兰与一套螺栓、螺母组成得密封结构.而且在运行过程中如果出现泄漏时，也不必停车，只需紧固外面得压紧螺栓即可达到密封要求。
其最大优点就是可在带压得情况下排除泄漏，实现密封力与内压力由不同零部件承担。
1、设备结构特点及密封原理螺纹锁紧环换热器有两种结构形式，为H-L型(高－低）与H—H 型(高－高).两种换热器结构立体图如下：图１H-L型管箱结构图2Ｈ-Ｈ型管箱结构1)、H－L型,即高-低压型,就是指管程为高压,壳程为低压型螺纹锁紧环换热器。
由于管壳程压差通常较大,将管板与管箱壳体制成一体，使得管壳程之间得密封由焊接而形成，确保密封得可靠性。
注：1—管箱壳体；２－螺纹锁紧环（承压环）；３-防护罩；4-密封盘；５-波齿垫；6—压环；7—管箱盖板（压盖）;8－顶销；9-压紧螺栓；１0—定位销。
H—L型换热器管箱结构主要包括螺纹锁紧环、管箱盖板、密封盘、防护罩、顶销、压紧螺栓、压环组成.从其结构上我们可以瞧出,管程高压介质所带来得轴向力通过防护罩3、密封盘4、与管箱盖板7传递给螺纹锁紧环2。
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二. 螺纹锁紧环式换热器结构分类及特点 按管、壳程所承受压力分类 A．H-H型（管程、壳程高压式）（图1） 特点：1）管箱与壳体组焊为一体； 2）管板是按压差设计的，管板厚度较小 3）管箱侧内件较多； 4）有两圈压紧螺栓； 5）管束可单独抽出。
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B．H-L型（管程高压、壳程低压式）（图2） 特点：1）管箱与壳体为法兰连接，可分离； 2）管板与管箱组焊为一体； 3）有一圈压紧螺栓； 4）管程密封与壳程密封时分开的。
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• （二）.管箱制造 • 1.管箱筒体初车图中余量规定：管箱筒体外径D+5mm； 内壁单边留5mm余量；长度方向每端各留5mm余量。 • 2.管箱筒体上安放式接管坡口加工角度的规定： • 根据图纸中管箱筒体外径、接管公称直径和接管嵌入管箱 筒体的深度综合考虑，结合实际放样效果，对接管坡口加 工角度总结如下，见图（3）： • a.管箱筒体加工斜面角度一律为30°，接管过渡半径为R20 （必须保证）。 • b.综合考虑公称直径为DN150~500的接管和接管嵌入筒 体的深度范围为40-90mm，接管坡口加工角度一般在 40°~60°范围内。接管与管箱筒体坡口机加工成型后，二 者的宽度（边缘斜面宽度）为55mm以上，但是也不能太 宽，否则焊缝填充量大，消耗焊材严重。
• 1.2壳程筒体椭圆度、不直度规定： • 当设计文件无要求时，按以下要求执行；当设 计文件有要求时，按设计文件要求执行。 • 1.2.1 壳程筒体同一断面最大直径与最小直径之差 e≤0.5%DN； • 且：当DN≤1200mm时，其值不大于5mm； • 当DN＞1200mm时，其值不大于7mm。 • （DN-壳程筒体内径） • 1.2.2 壳程筒体直线度允许偏差为≤1.5mm。
• 3.管箱筒体上螺纹部分注油孔的尺寸和加工 要求： • 管箱筒体上螺纹部分的注油孔统一改为φ 6 ，端部加工G1/2螺纹，螺纹深17mm，见 下图（4）。当图纸中管箱筒体螺纹部分无 注油孔，图纸转化时在螺纹对称部位增加 两个注油孔，2个注油孔从内部的螺纹低谷 处往外钻孔，并增加2件丝堵，丝堵尺寸见 图（5）。
• 4.2高-低压螺纹换热器管箱组装 (见图7)
• 4.2.1.内壁堆焊的管箱筒体：先堆焊管箱筒 体内壁，按图纸尺寸加工管箱筒体，螺纹 部分及密封面留3mm 余量，组焊管板，探 伤合格后号开管箱筒体上接管孔，镗坡口 ，组焊接管，焊后中间退火，组焊管箱筒 体外部附件，管箱终退，立车管箱筒体密 封面、管板密封面、管箱筒体大螺纹， • 加工管板上设备螺栓孔、拉杆孔及管板上 隔板槽到图纸尺寸。
• 1.1.2 壳程筒体采用卷制成型后割除直头、割磨坡 口方案时，内径允许偏差可通过筒体卷制成型后 实测外圆周长加以控制，卷板前按筒体下料长度 近似计算公式计算出下料尺寸，用洋冲眼划线标 记,并引至中心层作洋冲标记，并在钢板中心位置 打洋冲眼标记。筒体卷制后开坡口前，测量筒体 实际壁厚至少8点,根据筒体实测壁厚计算筒体外 周长尺寸，与已划下料线核对后从筒体中心位置 标记处向两边按划线均匀割除余量。合口后焊接 纵缝前再次测量筒体外周长，以确定筒体内径尺 寸符合图样要求。
• 4.管箱组装 • 4.1高-高压螺纹换热器管箱组装 (见图6)
• 管箱筒体内壁堆焊前先号开管箱筒体上接 管孔，镗坡口，组焊接管并对焊缝探伤合 格，焊后中间退火，加工管箱筒体待堆焊 面，堆焊过渡层、面层，按图纸尺寸进行 加工，螺纹部分留2-3mm 余量。管箱筒体 与壳程筒体组焊并整体进炉终退后镗床加 工大螺纹。
三.制造要点 （一）.壳体制造 1.壳程筒体制造 1.1 壳程筒体下料尺寸及成型后内径尺寸控制： 1.1.1壳程筒体采用先刨纵缝，再卷制成型的，内 径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周 长允许上偏差为10mm，下偏差为0；划线下料时 按筒体下料长度近似计算公式计算出下料尺寸， 按偏差要求进行控制。壳程筒体钢板来料后测量 钢板边角是否端正，下料时划线公差控制长度 ±2mm，宽度±1mm、对角线尺寸公差不大于 2mm。
• 2.壳程封头制造 • 封头坯料按近似计算公式计算出下料展开 尺寸，外协热压成型，碳钢封头做正火热 处理，Cr-Mo钢封头做正火+回火热处理。 按GB/T25198-2010及图纸要求检查封头 成型曲率、几何尺寸。
Hale Waihona Puke • 3.壳体组装 • 3.1高-高压螺纹换热器壳体组装：组装筒体环缝 及筒体与封头环缝，对于内壁堆焊的壳体，内壁 堆焊过渡层、面层后壳体进行通盘试验。 • 3.2高-低压螺纹换热器壳体组装：组装筒体环缝 、筒体与封头环缝、筒体与设备法兰环缝，号开 筒体上接管孔，组焊接管，焊后中间退火热处理 ，组焊壳体上所有附件，壳体进行最终退火热处 理，喷丸，按技术要求复探。对于内壁堆焊的壳 体，组焊接管后堆焊过渡层、面层，壳体进行通 盘试验。
螺纹锁紧环式换热器制造
兰州兰石重型装备股份有限公司
2013年3月14日 产/品/高/端/化 经/营/国/际/化
• 一、总则 • 螺纹锁紧环式换热器是我公司的重点产品 之一，为统一制造工序，细化工艺路线， 提高产品质量，针对洛阳设计院、北京设 计院设计的螺纹锁紧环式换热器设备结构 ，就制造过程中经常出现的重点、难点问 题提出改进措施，图纸转化和编制工艺时 出现不统一处做统一规定，以便指导生产 、优化、细化工艺。