浮头换热器试压工装设计
浮头式换热器设计【毕业作品】
浮头式换热器设计摘要：本次设计的题目是浮头式换热器。
浮头式换热器是管壳式换热器的换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只是一端与外壳固定，另一端可相对壳体滑移，称为浮头式。
浮头由浮动管板钩圈和浮头端盖组成。
它不会因为管束之间的差胀而产生温差热效应，同时还具有拆卸方便、易清洗的优点，另外与其他类型的管壳式换热器一样，能在高温、高压下工作，所以在化工工业方面应用广泛。
本设计中的浮头式换热器主要参照GB151在给定的设计条件下进行工艺设计，然后对筒体、管束、浮头端进行详细的机械结构设计、计算和校核，对于换热器的一些零部件则根据设计参数查找标准。
对于具体的设计步骤与准则在设计说明书中有详细的说明。
关键字:换热器；浮头；管板；钩圈The design of floating-head heat exchangerAbstract:The topic of my study is the design of floating-head heat exchanger. The floating-head heat exchanger is a special type of tube and shell heat exchanger. It is special for its floating head. One of its tube sheet is fixed，while another can float in the shell，so called floating head. The floating head floating tube sheet hook and loop and floating head cover. It is not because of the differential expansion between the tubes and the temperature difference between the thermal effects, but also has to facilitate the demolition, the advantages of easy to clean, but in addition it can work in high temperature and high pressure same as the other tube and shell heat exchanger, so widely used in the chemical industry. The design of the floating head heat exchanger major reference GB151,first make process design in a given design conditions, and then on the cylinder, tube, floating head end, a detailed mechanical structural design, calculation and check, for some of the heat exchanger components according to the design parameters. The specific design steps and design criterion is described in design specification.Keywords:heat exchanger; floating head; tube plate; hook and loop前言换热器是实现热量传递的一种设备，在工业生产中起着重要的作用，在各个化工相关领域得到了广泛的应用。
浮头式换热器试压工装的创新与设计
［２］王磊．压力容器应力分类及补强设计方法的比较［Ｊ］．化工机械，２００４，３１（５）：３０７－３１１．
作者简介：刘丽宏，女，工程师，１９９３年毕业于北京石油化工学院化工机械专业，现从事质量检查和设备管理工作，已发表３篇论文。
２．２．３连接螺栓数量和位置的确定在试压时，浮头式换热器的外头盖法兰及封头拆下后，应安装试压工装，此时壳程的承压面积由原来的整个封头受力变为由试压工装来承受，其受力模型见图３。
试压工装的面积约为原封头面积的１／５～１／３。由公式Ｐ＝Ｆ／Ｓ可以看出，在压强Ｐ一定时，面积Ｓ越小，则压力Ｆ也越小，由此可以确定连接法兰的螺栓数量也为原来连接数量的１／５～１／３，即可满足试压要求，为安全起见，将连接法兰的螺栓数量确定为原来的１／３～１／２，即在１个连接法兰上可以只钻原来螺栓孔数量的１／３～１／２即可。
２新型试压工装的创新设计
２．１现场情况调查
为了使新型试压工装更符合现场实际，进行了大量的现场测绘和调查，确定了压盖的深度调节范围应在１６０～２３０ｍｍ范围内，试压工装的常用压力为１．６ＭＰａ、２．５ＭＰａ和４．０ＭＰａ。
２．２设计方案的提出
２．２．１试压工装基本结构设计试压工装采用３件组焊和活动压盖方式，与浮头式换热器连接部位采用密封凸台带榫槽的法兰结构，目的是保证密封和一定的强度，防止受压变形；与浮头管板连接部位采用４ｍｍ间隙的动配合，密封环套宽度５０￣７０ｍｍ，高度１００￣１２０ｍｍ，目的是减少变形和实现管板深度调节。连接法兰与密封环套之间用卷制圆筒连接，以减轻重量，减少加工难度，试压工装主体与压盖采用螺栓连接。
（４）填料的接头和压实需要较高的安装技巧，如果填料安装不正确，也容易在此发生泄漏。
浮头式换热器的设计
浮头式换热器的设计一、结构设计1.管束：由多根管子组成，一般采用导热性能好、抗腐蚀性强的材料，如不锈钢、铜合金等。
2.壳体：壳体通常由圆筒形成，材料通常选用碳钢、不锈钢等。
3.浮头：浮头可以移动，其作用是分离进出口两种介质，便于维修和清洗。
浮头由盖板、支撑节、密封垫片等部分组成，密封垫片既保证了浮头与壳体之间的密封性，又使浮头能够自由上下移动。
4.支撑件：支撑件用于支撑管束，保证其在壳体内的稳定性和均衡分布。
5.端面密封件：端面密封件用于保证管束与壳体之间的密封，常见的有O形圈、金属防喷卡环等。
6.进出口管道：进出口管道用于引入和排出介质，尺寸和位置需根据实际需要进行设计。
二、工作原理具体过程如下：1.高温介质进入换热器的壳体，通过管堂进入管束内部，经过管束与壳体之间的热量传递，从而使介质温度降低。
2.低温介质进入壳体，在管束外部流动，通过壳体与管束之间的传热，使介质温度升高。
3.热量通过管束和壳体之间的传导、对流和辐射传给低温介质，完成热量传递过程。
三、选型在设计浮头式换热器时，需要根据实际工艺条件和要求进行选型。
首先，确定所需换热功率和介质的工艺参数，如温度、流量等。
然后，根据换热器的结构和材料要求，选择合适的规格和型号。
关键的选型参数包括管子的直径、管程壳程的流通方式、壳程与管程之间的布置方式和导热面积。
此外，还要考虑换热器的可靠性、耐腐蚀性和维修便利性等因素，以确保换热器在运行期间的稳定性和长期效益。
四、运行维护1.定期清洗：定期清洗管束和壳体的内表面，清除污垢和沉积物，以保证换热效果。
2.定期检查：定期检查管束和壳体的密封状况，确保密封件的完整性和可靠性。
3.检修：在必要时，对浮头、支撑件和端面密封件进行检修或更换，以保证其正常运行。
4.防腐保温：根据介质的特性和工艺要求，对换热器进行防腐处理和保温处理，延长使用寿命。
总结：浮头式换热器是一种常见的热交换设备，其结构设计合理、工作原理清晰。
浮头式换热器试压工装的创新设计
由于 浮头 式换 热 器 浮 动端 的换 热 器 芯子 与 壳
质 构件 ， 寸 较 大 ， 装 困难 ， 由 于 密封 结 构 存 尺 安 且 在 缺 陷 ， 封 效果 不理 想 。 浮 头 式换 热 器 检修 过 密 在 程 中 ， 由于 试 压过 程几 乎 占整 个换 热器 检 修过 程 的 ２３的 时 间 ， 以换 热器 试压 工 装 的性 能优劣 将 ／ 所 Ｄ ＭＦ对 装置 员工 的健 康危 害 较 大 。 Ｄ 含 ＭＦ的废 水 也 会 危 害 周 围环境 ， ＭＦ落到 水 泥 地 面 后 极 难 清 Ｄ 除 ， ＭＦ法 产 生 的废渣 （ Ｄ 焦油 ） 为 Ｎ 量 ＭＰ法 的 ４ ５ ～
维普资讯
３ ６
炼 油 与 化 工 Ｒ ＦＮ Ｎ Ｎ Ｈ Ｍ Ｃ ＬＩ Ｄ Ｓ Ｒ Ｅ ＩＩ Ｇ Ａ Ｄ Ｃ Ｅ ＩＡ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
第 １ 卷 ９
浮头式换热器试压 工装 的创新设计
刘 丽宏 ， 艳革 刘
（ 大庆石化建设公司 ， 黑龙江 大庆 １ ３ １ ６ ７４）
向张开 ， 密封 比压 增 大达 到 自紧 。 使
该 试压 工装 有 ４个缺 点 。
换热 器 的壳 体 法 兰 与试 压 工 装通 过 壳 体 螺 栓 连接 ， 之 间使用 橡胶 棉 板作 为 密封 元 件 。 浮动 ２者 管 板环 向与试 压 工装之 间的密封 元 件 为盘根 ， 盖 压 上 的螺 栓预 紧力将 盘根 压缩变 形达 到密 封 目的 。 试 压工 装存 在 ６个 问题 。
为 人们所 接 受 。
参考文献 ：
［］ １ 聂兴桥 ， 董定龙 ． 油化工危险品安全手册 ［ ． 石 Ｍ］ 哈尔滨 ： 江 黑龙
科学技术 出版社 ，０ ４ ２０．
浮动管板处壳程压力试验密封工装的设计
够 得到 良好 的密封效 果 。结合 “ 形 圈 的使 用 温 ｏ”
浮动臀 板
度 和 介 质 情 况 ， 用 氯 丁 橡 胶 实 心 园 棒 “）形 圈 。 选 （” ２ 压 圈 的 强 度 计 算
关键 词 ： 力 试验 ； 压 浮动 管板 ； 密封 工 装
，
，
压 力 容 器 的 水 压 试 验 作 为 压 力 容 器 的 最 终 验 证 手 段 ， 所 有 的 压 力 容 器 制 造 标 准 和 设 计 规 范 在 中 ， 将 其 作 为 一 个 非 常 重 要 的制 造 环 节 对 待 。 都
司技 术 部 副 部 长 。
本 设 备 使 用 的 密 封 工 装 结 构 见 图 ２ 。
Ｅｍａｌ ｘａ ｛ ． ｈ ｎ ＠ ｃｍｃ ｃ ｍ ｉ： ｉｏ ｕ ｃ ｅ ｇ ｉ ．ｏ
石
油
化
工பைடு நூலகம்
设
备
技
术
生横 向塑性 变形 ，（” 圈与 浮 动管板 、 “）形 工装 压 圈
之 间产 生 足 够 的 预 紧 压 力 ， 而 阻 止 试 压 介 质 从 从
管 板 和 工 装 压 圈 之 间 的 界 面 泄 漏 。 同 时 由 于 试 压
容 器 用 钢 板 ） 。
１ ２ “ 形 圈 ． Ｏ”
作 为 密 封 元 件 ， （” 圈 是 整 个 工 装 的 核 心 “） 形
零 件 ， 要 具 有 良好 的 压 缩 和 回 弹 性 。 所 以 ， 用 需 选
静设 备
Ｐ ｏ—工ｍ备 Ｅｑ ２０ Ｔｅ ）３ｙ 石ｒ化 设ｃ技 ｕｉ０ｎｔ１ｃｈｎｏｌ ・ 油 Ｃｈｅ ｉａｌ术，１３６・３ ，（ ｏｇ ｅ ｔ ｐｍ ｅ
浮头式换热器
圆整可取 D=400mm
5.折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 25％， 则切去的圆缺高度为 h ＝0.25×400 ＝100(mm) ，故可取 h＝ 110 mm。
取折流板间距 B＝0.3D，则 B＝0.3×400＝120(mm)，可取 B 为 150。
折流板数 NB =
传热管长
由于 82mm 不是标准管径，因此确定 ������ =75mm ������ 经计算 符合经济流速范围 u=
qm1
ρ A
=
18850/3600 999.8× 0.785× 0.0752
=1.2m/s
故确定 ������ =75mm,u=1.2m/s ������ ②压头 在水槽液面及压力表 2 处列伯努利方程，
5.计算传热面积：
=
219917
604.3×20.38
=17.86m2
=20.54m2
四.工艺结构尺寸
1.管径和管内流速
选用ф 25×2.5 传热管(碳钢)，取管内流速 ui=1.0m/s。 2.管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数
=
18850 /(999.8×3600 ) 0.785×0.02 2 ×1
折流板间距
-1=
4500 150
-1=29(块)
折流板厚度取 6mm.
折流板圆缺面水平装配。
6.接管
壳程流体进出口接管：取接管内牛奶流速为 u＝2.0m/s，则接 管内径为
4V πu 4×4200 /(3600 ×1030 ) 3.14×2
d=
=
=26.8mm
取标准管径为 30 mm。
管程流体进出口接管：取接管内冷盐水流速 u＝1.5 m/s，则接管内 径为
换热器试压方案(4篇)
换热器试压方案一、浮头式换热器的概述浮头式换热器的一端管板是固定的。
与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连。
活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种流体混合。
浮头式换热器适用于冷热流体温差较大(一般冷流进口与热流进口温差可达110℃)，介质易结垢需要清洗的场合。
二、浮头式换热器的总体结构三、浮头式换热器的特点1、浮头式换热器的优点(1)管束可以抽出，以方便清洗管、壳程。
(2)介质间温差不受限制。
(3)可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450°，压力小于等于____mpa。
(4)可用于结垢比较严重的场合。
(5)可用于管程易腐蚀场合。
2、浮头式换热器的缺点(1)小浮头易发生内漏。
(2)金属材料耗量大，成本高____%。
(3)结构复杂。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
四、浮头式换热器的导流结构为使壳程进口段管束充分传热，浮头式换热器可采用内导流或外导流结构。
1、内导流浮头式换热器内导流筒换热器是在换热器的壳程筒体内设置了内导流筒使换热器的前或后端未加导流筒前难以利用换热的换热管得以充分利用，从而增大换热器的有效换热面积。
2、外导流浮头式换热器外导流式换热器是在原换热器的壳程筒体上增加一个放大筒节用以扩散壳程流体，并使流体从换热器壳程的两端进入壳程，从而避免了在换热器布管时考虑布管弓形的高，而使增加了同规格上换热器的布管数目并有效利用了换热器前后端的换热管从而增大了有效换热面积。
换热器试压方案（二）【关键词】换热器____【论文摘要】依据：《石油化工换热器设备施工及验收规范》sh3532-95《中低压化工设备施工与验收规范》hgj209-83《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》gb50236-98《石油化工施工安全规程》sh3505-99换热器设备装配图；业主提供的施工程序文件；一、依据：《石油化工换热器设备施工及验收规范》sh3532-95《中低压化工设备施工与验收规范》hgj209-83《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》gb50236-98《石油化工施工安全规程》sh3505-99换热器设备装配图；业主提供的施工程序文件；二、施工工艺程序：三、方法：1、施工准备：1-1、施工现场的“三通一平”已具备，设备基础已中交合格；1-2、施工方案已编制，并已审批；1-3、施工所需的机具、人员已经到位；1-4、所有用于测量的仪器已进行校核，并在使用合格周期内。
换热器试压工装设计、制造及改进
换热器试压工装设计、制造及改进【摘要】根据换热器设计计算软件算出理论计算方法，结合实际生产情况及换热器的浮头大小，制定相应的设计、制作方案，提高换热器试压效率，保证了试压换热器试压时无法密封泄露的弊端。
【关键词】试压工装；换热器；设计0.前言公司接到石化公司的紧急通知，需要对300多台换热器进行维修、试压。
为了保证换热器试压合格率及大检修效率，设计合理的试压工装，是高效、高质量完成换热器检修试压任务的必要条件。
所以，设计人员根据现场情况对浮头式换热器试压工装重新设计，后期主要投用在直径为DN400至DN1500的浮头式换热器试压上。
1.制定设计阶段公司接到任务后，及时组织设计人员了解、掌握公司目前所使用的试压工装的结构及适用范围，并对工装结构多次与相关技术干部进行交流、讨论，最总制定出试压工装设计方案。
此方案中的工装结构比原有试压工装结构更简单、经济、使用更灵活，满足现场试压及公司内部检修试压需要。
2.设计阶段2.1根据方案绘制初步工装图纸，并结合公司实际加工能力，在标准允许范围内最大限度地改进结构。
2.2该阶段分以下步骤进行：（1）利用设计计算软件LANSYS.PV1.2及GB150中的相关计算式，根据设计条件，计算出所需要的法兰厚度、壳体厚度及长度、压盖厚度等数据。
（2）根据结果结合换热器标准GB151-1999《管壳式换热器》、NB/T47023-2012《长颈对焊法兰》等制定出各零件的具体尺寸。
2.3优化工装后部结构及密封处的结构，并绘制初步草图。
2.4设计人员与机加工分公司技术人员，对密封处结构加工图样的可行性进行讨论，最终确定优化后的结构图样。
2.5进行最终图纸绘制，给出技术要求及料表，完成换热器试压工装设计任务，具体两种新、旧试压工装图如下：原来的试压工装图JB4714-92《浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数》3.试压工装制造阶段试压工装主要由设备法兰、壳体、密封结构、压盖、密封圈等组成；制造工序严格执行压力容器制保体系、容器制造工序；法兰、压盖等锻件严格按设计图纸加工。
浮头式换热器设计 (1)
目录一、引言1.1列管式换热器设计任务书 (2)1.2设计题目的目的、意义、内容、主要任务 (3)二、正文2.1确定设计方案 (4)2.2确定物性数据 (4)2.3估算传热面积 (5)2.4工艺结构尺寸 (6)2.4.1管径和管内流速 (6)2.4.2管程数和传热管数 (6)2.4.3 平均温差校正及壳程数 (6)2.4.4 传热管排列和分程方法 (7)2.4.5壳体直径 (7)2.4.6折流板 (7)2.4.7接管 (7)2.5换热器核算 (8)2.5.1.传热面积校核 (8)2.5.2换热器内压降的核算 (10)三、结论 (12)四、参考文献 (13)一、引言1.1 列管式换热器设计任务书1.1.1.设计题目：1，3-丁二烯气体换热器设计1.1.2.设计任务及操作条件1．设计任务：工作能力（进料量q=120000+51×1000=171000㎏/h）2．操作条件：1，3-丁二烯气体的压力：6.9MPa 进口110℃，出口60℃循环冷却水的压力：0.4MPa进口30℃，出口40℃1.1.3.设备型式：浮头式换热器1.1.4.物性参数1，3-丁二烯气体在定性温度（85℃）下的有关物性数据如下：密度ρ1=527㎏/m3定压比热容c p1=2.756kJ/（㎏·℃）热导率λ1=0.0999W/（m·℃）粘度μ1=9.108×10-5Pa·s循环水在定性温度（34℃）下的物性数据如下：密度ρ2=994.4kg/m3定压比热容c p2=4.08kJ/（kg·℃）热导率λ2=0.624W/（m·℃）粘度μ2=0.725×10-3Pa·s1.1.5.设计内容：1.设计方案的选择及流程说明2．工艺计算3．主要设备工艺尺寸（1）冷凝器结构尺寸的确定（2）传热面积，两侧流体压降校核（3）接管尺寸的确定4．换热器设备图和说明书1.2设计题目的目的、意义、内容、主要任务1.2.1. 课程设计的目的:(1) 使学生掌握化工设计的基本程序与方法；(2) 结合设计课题培养学生查阅有关技术资料及物性参数的能力；(3) 通过查阅技术资料，选用设计计算公式，搜集数据，分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响，增强学生分析问题、解决问题的能力；(4) 对学生进行化工工程设计的基本训练，使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求；(5) 通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；(6) 了解一般化工设备图基本要求，对学生进行绘图基本技能训练1.2.2. 课程设计内容:(1) 设计方案简介：对给定或选定的工艺流程，主要设备的型式进行简要的论述。
浮头式换热器打压工装优化改造的探索
第3期浮头式换热器打压工装优化改造的探索付德刚（抚顺石化工程建设有限公司二公司工程四队， 辽宁 抚顺 113004）[摘 要] 浮头式换热器的打压工艺装备，目前尚未有系统的标准。
本文针对浮头式换热器打压工艺装备的设计加工制造的一些问题，进行了优化改进，改进后的新式浮头式换热器打压工艺装备从脖长上可以适应所有浮头式换热器，使浮头式换热器打压工艺装备趋于标准化，大大减少了工装数量，节约了制作浮头式换热器工装的材料和资金。
[关键词] 浮头式换热器；假法兰；假浮头；新型打压工装；优化改进作者简介：付德刚（1969—），男，重庆垫江人，大专学历，工程师。
在抚顺石化工程建设有限公司二公司工程四队任施工质量检查员。
图1 DN1800浮头式换热器结构示意图1 概况换热器是炼化企业广泛应用的设备之一，分为U 型管式换热器，固定管板式换热器和浮头式换热器，约占工艺设备总量的一半左右，主要用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等，其中浮头式换热器是炼化企业的重要设备，浮头式换热器经常出现的故障是泄漏，发生泄漏将引起燃烧、爆炸等事故，处理泄漏的必须用专用的打压工艺装备。
本文针对浮头式换热器打压工艺装备的设计制造的问题，做了优化改进，改进后的新式浮头式换热器打压工艺装备可适应所有浮头式换热器，以使浮头式换热器打压工艺装备更趋于标准化。
1.1 浮头式换热器的结构DN1800浮头式换热器结构示意图见图1。
1.2 浮头式换热器的故障石油化工行业浮头式换热器应用广泛，但由于工艺介质、制造质量、管束材质等诸多因素影响，在生产中泄漏时有发生，浮头式换热器的主要故障是泄漏。
检查泄漏点困难，是生产中的一大难题。
通常解决方法是拆卸下来，重新打压确定渗漏点，然后再进行重新焊接防止渗漏，同时必须将渗漏处的钢管堵住，以防止串液。
堵得越多，浮头式换热器的换热效率越来越低，最后只能报废更换。
由于换热管和管头是浮头式换热器中相对薄弱的环节，从设备的实际使用情况看，往往设备壳体、法兰能继续使用，但管束不是由于换热管腐蚀严重而穿孔，就是因管头存在泄漏而失效。
浮头换热器试压工装设计
浮头换热器试压工装设计【摘要】浮头换热器的液压试压比较复杂，根据设备的不同规格型号，需要设计专用液压试验工装，才能满足工艺试验要求。
【关键词】浮头换热器设计水压试验工装成本1 前言换热器是石油化工生产中应用比较广泛的化工设备。
其中浮头换热器主要适用于操作介质温差比较大、易于结焦且管束需要清洗的场合。
但浮头换热器结构相对复杂，且试压工装复杂，根据设备的不同规格型号，需要设计专用液压试验工装，才能满足工艺试验要求。
本文主要论述浮头换热器的液压试验用工装的结构设计及制作。
满足了浮头换热器的液压试验的工艺要求，结构简单，成本低，经济实用，可重复使用。
2 浮头换热器的结构形式（图1）1-平盖2-平盖管箱3-接管法兰4-管箱法兰5-固定管板6-壳体法兰7-防冲板8-仪表接口9-补强圈10-壳体11-折流板12- 旁路挡板13-拉杆14-定距管15-支持板16-双头螺柱17-螺母18-外头盖垫片19-外头盖侧法兰20-外头盖法兰21-吊耳22-放空口23-外头盖封头24-浮头法兰25-浮头垫片26-拱盖27-浮动管板28-浮头盖29-外头盖30-排污口31- 钩圈32-接管法兰33-滑动鞍座34-换热管35- 档管36-管束37-固定鞍座38-滑道39-管箱垫片40-管箱筒体41封头管箱42-分程隔板3 工装结构选取对于浮头换热器液压试压工装，可分为两大类，一类是填料压环式，另一类为O型密封圈式。
填料压环式试压工装的机械加工精度要求较低，易于加工，且填料可以重复使用，成本低；O型密封圈式对机械加工的精度要求较高，压环的接触面周围配合公差要求比较高，每次试压后的O型密封圈不能重复利用，制造成本较高，因此不宜采用。
4 工装结构设计对于填料压环式浮头换热器试压工装，主要用于检验壳程试验时浮动管板侧及固定管板侧换热管管接头。
试压工装如图2所示，主要由两个假管箱筒体及三片工装法兰构成。
件1、5和件2焊接为一个整体；件1法兰密封面相关尺寸和图1中件19外头盖侧法兰尺寸一致；件6和件4焊接为一个整体，件5、6法兰大小一致，件4内径大于浮动管板的直径3～4㎜，外径小于件号2的内径1～2㎜，液压试压时，件1与图1中件19法兰连接，浮动管板置于件4中，件2和件4之间采用石棉盘根进行密封。
浮头换热器试压方案
一、结构（浮头换热器）
浮动板式管壳换热器因其对热膨胀的良好适用性和易于清洗和维修 等特点在炼油装置得到了广泛的应用。其结构主要包括壳程壳体、换热 管束、管程箱体、钩圈（小锅）、壳程封头（大锅）五部分。
管程管箱
换热管束 壳体
钩圈 壳程封头
3、浮动板密封面无泄漏。 5、固定板密封面管程侧无泄漏。 7、管程出入口密封面、管程箱体、附件无泄漏等问题。 第二步：要求复查下列任务： 1、管束换热管泄漏。 2、管束的固定板和浮动板与换热管焊接口（或胀接）泄漏。
第三步：安装后的壳程试压：
第三步要求确认下列任务：
4、固定板密封面壳程侧无泄漏。 6、壳体封头（大锅）密封面无泄漏。 8、壳程出入口密封面、壳程箱体、附件无泄漏等问题。
三个步骤八项任务三个步骤八项任务试论管壳换热器试压方案试论管壳换热器试压方案浮动板式管壳换热器浮动板式管壳换热器一结构浮头换热器一结构浮头换热器浮动板式管壳换热器因其对热膨胀的良好适用性和易于清洗和维修浮动板式管壳换热器因其对热膨胀的良好适用性和易于清洗和维修等特点在炼油装置得到了广泛的应用
管壳换热器安装试压方案
这八个方面就是试压过程需要完成的八项确认任务。
三、试压方案：
浮动板式管壳换热器包括如下三个步骤： 一、管束的压力试压。 二、安装后的管程压力试压。 三、安装后的壳程试压。
这三个步骤就是试压过程中的三个步骤
下面详细介绍《三个步骤》 是如何完成《八项任务》的。
第一步：管束的压力试验：
管束的压力试验分为管程试验和壳程试验两种方案，其中优选 壳程试验。但在实际施工中要依据施工队伍所具备的施工工具的 情况而定。
至此完成了《三个步骤》，达到《八 项任务》的确认。
浮头式换热器试压工装的改进与设计 祁少昆
浮头式换热器试压工装的改进与设计祁少昆摘要：针对厂内现用的浮头式换热器试压工装，本文主要介绍了一种使用效果理想的浮头式换热器试压工装，并指出了“活套式O型圈密封工装”的结构特征及优点。
关键词：浮头式换热器；试压工装；钩圈可更换式；成本；1、前言由于浮头式换热器浮动端的换热器芯子与壳体是敞开结构，没有形成封闭盛液体的腔体，试压时必须安装一个专用试压工具使其密闭。
在浮头式换热器检修过程中，试压过程几乎占整个换热器检修过程三分之二的时间，所以换热器试压工装的性能优劣将直接影响试压效率。
本文主要针对换热器试压工装在实际使用过程中存在的一些问题，从密封性、通用性及操作性的角度进行了优化，保证了密封的可靠、操作的便捷并降低了制造成本。
2、“活套式O型圈密封工装”的创新设计“活套式O型圈密封工装”的设计旨在解决：2.1、壳体法兰与试压工装之间的密封问题，2.2、工装通用性差的问题。
并通过结构的优化减小螺栓中心圆直径从而降低预紧力使工人操作更加方便。
“活套式O型圈密封工装”由压盖、榫槽法兰和可替换钩圈三部分组成，结构示意图见图3。
密封环套宽度50—70㎜，高度100—130㎜，与浮头管板连接部位采用3 ㎜的间隙的动配合，可以有效减少变形和实现管板深度调节。
经过查阅以往图纸和浮头换热器图册，确定了压盖的深度调节范围在160～240mm范围之间。
图1 活套式O型圈密封工装2.1、壳体法兰与试压工装之间的密封结构优化用于高压时密封效果比较好的三种密封面结构有凹凸面、榫槽面和环连接面，凹凸面的结构尺寸有配合要求不能满足壳体法兰的多样性，而环连接面形状复杂、粗糙度等级要求高（Ra=0.4~1.6），不易加工和防护，因此最适合用作壳体法兰与试压工装的密封结构是榫槽面密封结构。
将壳体法兰与试压工装之间的平面密封改为榫槽面密封，为保证密封和一定的强度，防止受压变形榫槽法兰宽度50—60㎜，高度 100—120㎜。
密封元件选用橡胶石棉板，配合榫槽结构，压紧后橡胶石棉板变形，会形成三圈线密封，假使第一圈密封线如果发生泄漏，第二圈和第三圈密封线也将阻止介质泄漏。
大型检修工程浮头式换热器试压工艺
大型检修工程浮头式换热器试压工艺每年各类装置的检修工程很多，换热器检修是必不可少的检修工程，而换热器检修的重中之重是水压试验。
浮头式换热器水压试验是重点也是难点，试压过程复杂，试压过程较长，也是检修频率很高的一类换热器。
浮头式换热器采用规范中的试压工艺进行水压试验，效率低、成本高，很多时候无法满足检修工期需求。
虽然可以通过延长作业时间进行水压试验，但是试压质量不易控制，检查时很难发现小的漏点。
根据换热器器新旧程度、设备材质、操作工况的恶劣程度等相关参数，急需确定一类试压工艺对浮头式换热器进行水压试验，确保工期，而又能保证检修的质量。
1 设备检修背景及概况某炼油厂是所在区域内唯一的一座石油加工企业，炼油厂能否顺利完成检修如期投产，将直接影响此区域内市场成品油供给。
该厂2020年进行全厂检修，其中需要检修的换热器共有262台，主要是有U型管式换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器，其中浮头换热器106台，整个检修工期是1个月。
在此期间需将换热器管束抽出，大部分换热器还需进行容检。
换热器要先进行管束清洗，后对换热器进行水压试验，水压试验是整个换热器检修过程中占用时间最长的一道工序。
浮头式换热器按照传统方法进行水压试验，完全不能满足工期要求，将直接影响该炼厂的投产。
2 浮头式换热器传统试压工艺对比2.1 非拆卸式直接试压工艺(方法一)2.1.1 工艺方法非拆卸式直接试压法就是在换热器的封头不拆卸的情况下，在换热器的管程进出口、壳程进出口分别安装盲板。
分别对管程、壳程进行水压试验，观察压力是否下降来判定换热器是否存在缺陷。
管程、壳程水压试验不分先后顺序[1-2]。
2.1.2 试压特点非拆卸式直接试压工艺的优点是操作简单，不需要吊装设备，试压速度快、效率高，成本低。
非拆卸式直接试压工艺的缺点是试压过程若出现压力不稳或掉压现象，则说明内部有泄漏点，需要重新拆卸封头，进行压力试验检漏、管程试压、壳程试压等3次水压试验，工期反而会增加。
浮头式热交换器试压浅谈
毕业设计浮头式换热器设计
毕业设计浮头式换热器设计摘要随着⽯油化⼯⾏业的迅速发展，换热器在⽯化⾏业设备中占据着重要的部分和地位。
换热器是⼀种实现物料之间能量传递的设备，本设计主要是针对的浮头式换热器，浮头式换热器属于管壳式换热器的⼀种，是利⽤间壁使⾼温流体和低温流体进⾏对流传热从⽽实现物料间的热量传递。
在设计的整个过程中，严格按照GB150-1998《钢制压⼒容器》和GB151-1999《管壳式换热器》等标准进⾏设计和计算。
以及对换热器的强度，刚度和稳定性的校核。
本设计包括四个部分：说明部分；计算部分；绘图部分和翻译部分。
说明部分主要阐述了浮头式换热器的⼯艺流程及其在炼油化⼯⽣产中的地位，换热器设备及其发展现状和国内外换热器的最新发展趋势，同时介绍了换热器的结构设计，换热器主要零部件结构的设计及压⼒容器常⽤材料等。
最后对压⼒容器的制造，检验和验收等问题也作了简单的介绍。
计算部分主要针对筒体，封头，和法兰进⾏了详细计算，并对其进⾏了⽔压试验校核，还对换热器的管板，折流板，鞍座等进⾏了相关的设计计算。
除此之外，还参阅相关的设计⼿册及⼤量的⽂献，完成了各个零件图的绘制，还对两万字符的外⽂进⾏了翻译等⼯作。
因此，这是份⽐较具有创新性的毕业设计。
关键词：浮头式换热器；筒体；压⼒试验；校核AbstractWith the oil of the rapid development of the chemical industry, heat exchanger equipment in the petrochemical industry occupies an important part and status. Is a heat exchanger to achieve energy transfer between the materials of the equipment, mainly for the design of the floating head heat exchanger, floating head heat exchangers are shell and tube heat exchanger type is the use ofpartitions so that high-temperature fluid and low-temperature fluid for convective heat transfer in order to achieve the heat transfer between materials.In the design of the whole process, in strict accordance with GB150-1998 "Steel Pressure Vessels" and GB151-1999 "shell and tube heat exchanger" and other standards for the design and calculation. As well as the heat exchanger strength, stiffness and stability of the check.The design includes four parts: that part of it; calculation part; mapping and translation of some parts. Note on some of the main floating head heat exchanger and its application in the process of refining the position of chemical production, heat exchanger and the development of equipment and heat exchangers at home and abroad the latest development trends, at the same time introduced the structure of heat exchanger design, heat exchanger design of the structure of the main components and pressure vessels commonly used materials. Finally, pressure vessel manufacturing, testing and acceptance of other issues also made a brief introduction. Calculated for some of the main cylinder, head, and carried out a detailed calculation of the flange, and its hydraulic test checking, but also on the heat exchanger tube sheet, baffle, such as a saddle-related design calculation. In addition, see the related design manuals and a lot of literature, completed the mapping of various parts, but also on the20,000 foreign-language characters for the translation work. Therefore, it is a comparison of graduates with innovative design.Key words:Floating head heat exchanger; cylinder; pressure test; check⽬录1前⾔ (1)1.1管壳式换热器的分类 (1)1.2管壳式换热器的结构 (2)1.2.1管束 (2)1.2.2壳程 (3)1.2.3管⼦的排列⽅式 (3)1.2.4管板 (3)1.2.5折流板与折流杆 (3)1.3管壳式换热器相关分析 (4)1.3.1传热系数 (4)1.3.2平均温差 (4)1.3.3流体流速 (4)1.3.4流体压降 (4)1.3.5振动 (4)1.3.6其他 (4)1.4提⾼管壳式换热器传热能⼒的措施 (5) 1.5管壳式换热器⼯作原理 (6)1.6管壳式换热器的发展 (7)1.6.1板式⽀承结构的发展 (7)1.6.2杆式⽀承结构的发展 (7)1.6.3空⼼环⽀承结构 (8)1.6.4管式⾃⽀承 (9)1.7管壳式换热器特点 (10)1.8管壳式与其他换热器的⽐较 (11)1.9腐蚀与防护 (14)1.9.1换热器腐蚀的原因 (14)1.9.2管壳式换热器的防腐蚀措施 (16)1.10换热器设计软件简介 (19)1.10.1HTFS (20)1.10.2 HTRI (21)1.10.3 ASPEN PLUS B—JAC (22)1.11结语 (23)2设计部分 (24)2.1浮头式换热器筒体的计算： (24)2.1.1计算条件 (24)2.1.2厚度的计算 (24)2.2前后端管箱封头的计算 (25)2.2.1设计条件 (25)2.2.2厚度计算 (25)2.2.3压⼒试验应⼒校核 (26)2.2.4压⼒试验应⼒校核 (27)2.3带法兰⽆折边球形封头及法兰计算 (27) 2.3.1设计条件 (27)2.3.2厚度计算 (28)2.4管⼦排列⽅式的设计 (31)2.5开孔补强的计算 (31)2.5.1筒体开孔所需的补强⾯积要求 (32)2.5.2在有效补强范围内作为补强的截⾯积 (32)2.5.3选择补强圈补强 (33)2.6外头盖法兰厚度计算 (33)2.6.1设计条件 (33)2.6.2厚度计算 (34)2.7管板的厚度计算 (38)2.7.1设计条件 (38)2.7.2计算各参数 (39)2.7.3厚度计算 (41)2.7.4校核换热管轴向⼒ (42)3 致谢 (45)4 参考⽂献 (46)1 前⾔换热器是⼀种实现物料之间热量传递的节能设备，在⽯油、化⼯、冶⾦、电⼒、轻⼯、⾷品等⾏业应⽤普遍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浮头换热器试压工装设计
【摘要】浮头换热器的液压试压比较复杂，根据设备的不同规格型号，需要设计专用液压试验工装，才能满足工艺试验要求。
【关键词】浮头换热器设计水压试验工装成本
1 前言
换热器是石油化工生产中应用比较广泛的化工设备。
其中浮头换热器主要适用于操作介质温差比较大、易于结焦且管束需要清洗的场合。
但浮头换热器结构相对复杂，且试压工装复杂，根据设备的不同规格型号，需要设计专用液压试验工装，才能满足工艺试验要求。
本文主要论述浮头换热器的液压试验用工装的结构设计及制作。
满足了浮头换热器的液压试验的工艺要求，结构简单，成本低，经济实用，可重复使用。
2 浮头换热器的结构形式
（图1）1-平盖 2-平盖管箱 3-接管法兰4-管箱法兰 5-固定管板 6-壳体法兰 7-防冲板 8-仪表接口 9-补强圈 10-壳体 11-折
流板12- 旁路挡板 13-拉杆 14-定距管 15-支持板16-双头螺柱
17-螺母 18-外头盖垫片 19-外头盖侧法兰 20-外头盖法兰 21-吊耳 22-放空口23-外头盖封头 24-浮头法兰 25-浮头垫片 26-拱盖27-浮动管板 28-浮头盖 29-外头盖 30-排污口 31- 钩圈 32-接
管法兰 33-滑动鞍座 34-换热管 35- 档管36-管束 37-固定鞍座38-滑道39-管箱垫片 40-管箱筒体 41封头管箱 42-分程隔板
3 工装结构选取
对于浮头换热器液压试压工装，可分为两大类，一类是填料压环式，另一类为o型密封圈式。
填料压环式试压工装的机械加工精度要求较低，易于加工，且填料可以重复使用，成本低； o型密封圈式对机械加工的精度要求较高，压环的接触面周围配合公差要求比较高，每次试压后的o型密封圈不能重复利用，制造成本较高，因此不宜采用。
4 工装结构设计
对于填料压环式浮头换热器试压工装，主要用于检验壳程试验时浮动管板侧及固定管板侧换热管管接头。
试压工装如图2所示，主要由两个假管箱筒体及三片工装法兰构成。
件1、5和件2焊接为一个整体；件1法兰密封面相关尺寸和图1中件19外头盖侧法兰尺寸一致；件6和件4焊接为一个整体，件5、6法兰大小一致，件4内径大于浮动管板的直径3～4㎜，外径小于件号2的内径1～2㎜，液压试压时，件1与图1中件19法兰连接，浮动管板置于件4中，件2和件4之间采用石棉盘根进行密封。
这套试压工装主要利用填料压环在螺栓预紧力的作用下将填料挤压变形，使填料紧密的贴合在密封槽中，达到密封效果。
一般情况下可根据试压时所设计的密封槽的大小选用合适的石棉盘根填料尺寸（一般选择13×13）。
1-固定端工装法兰 2-固定管板 3-壳体4-工装法兰 5-石棉盘根6-浮动管板
首先，如图3所示，进行壳程液压试验，试压时先将管束装入筒
体内，用螺栓预紧件1固定端工装法兰，浮头侧将试压工装与筒体用螺栓预紧，进行第一次壳程试压，液压试压检验合格后拆除试压工。
其次，进行换热器管程试压，试压时将左端管箱与筒体用螺栓预紧，右边将钩圈与浮头盖连接，液压试验检验合格后拆除工装。
最后，再次进行壳程试压，试压时将换热器的外头盖与筒体连接，升压至壳程试验压力，检验外头盖管箱上的焊点。
每一环节的试压，无泄漏、无可见变形及异常响声为合格，如有上述情况，泄压进行补焊后，需重新试压。
试压主要工装为件浮头端的工装，假管箱的定位尺寸应根据换热器的芯体与壳体之间的实际尺寸差进行制造。
7 结束语
这套工装使用后，结构简单，一般的机加工水平就能达到要求，使用方便，并且可重复利用，有效的降低了成本，提高了工效，对于经常做浮头换热器的厂家可推荐使用。
参考文献
[1] gb151-1999 .管壳式换热器
[2] 压力容器设计.新华出版社。