热交换器新型小浮头装置的研究

摘要：浮头式换热器在炼油行业或乙烯工业中应用较多，但小浮头是钩圈和浮头法兰采用螺柱垫片的型式夹持着浮动管板连接结构，螺柱的材料等原因限制了使用压力和温度，高温高压工况下内浮头容易泄漏。鉴于浮头式换热器这个缺点，发明了小浮头新型装置。

关键词：浮头式换热器;焊接;小浮头;泄漏

1新型小浮头内容

本新型小浮头所述的热交换器新型小浮头装置主要由浮头换热器管束、椭圆形封头、隔板、配重、连接用紧固件组成。浮动管板壳程侧加工成凸肩与加长直边的椭圆形封头直接焊接，隔板与椭圆形封头焊接，通过垫片与浮动管板连接，比原来减少了浮头法兰与钩圈的连接，彻底解决了从而解决了浮头密封面发生泄漏的这个难题。本装置管头试压不需要专门的试压胎具，同时解决了压力试验时的试压胎具复杂，又节省了一笔不小的开支。

2技术方案

一种新型小浮头装置换热器，主要包括浮頭换热器管束、椭圆形封头、分程

隔板、配重、连接用紧固件组成;所述浮头换热器管束浮动管板与椭圆形封头相焊，配重通过紧固件连接夹紧浮动管板和椭圆形封头。

所述新型小浮头装置换热器浮动管板焊接连接，换热管内腔与椭圆封头内腔相通组成介质流体通道。

所述配重通过紧固件连接夹紧浮动管板和椭圆形封头。

所述分程隔板通过与椭圆形封头焊接完成介质分程，介质从换热管进入浮头内，通过隔板进入不同的腔体。

本新型小浮头的有益效果具体体现为：所述的热交换器新型小浮头装置主要由浮头换热器管束、椭圆形封头、分程隔板、配重、连接用紧固件组成。浮动管板壳程侧加工成凸肩与加长直边的椭圆形封头直接焊接，隔板与椭圆形封头焊接，通过垫片与浮动管板连接，比原来减少了浮头法兰与钩圈的连接，使其结构变简单，彻底解决了从而解决了浮头密封面发生泄漏的这个难题。

3附图说明

图1新型结构示意图。  图2图1中A-A剖面图

4具体实施方式

下面结合附图对本新型小浮头的具体实施方式作进一步的说明。

一种新型小浮头装置换热器，主要包括换热管1、浮动管板2、配重3、椭圆形封头4、分程隔板5、紧固件6、垫片7;所述首先换热管1与浮动管板2焊接连接;管头经检查无泄漏后，隔板5与椭圆形封头4焊接完毕后加工分程隔板5密封面，隔板5与椭圆形封头4保证在同一平面上，隔板5通过垫片7与浮动管板2连接，浮动管板2再与椭圆形封头4焊接连接;配重3通过紧固件6将浮动管板2和椭圆封头4其两者夹紧。

所述浮动管板2管程侧具有隔板槽，椭圆形封头具有分程隔板5。

所述换热管1与浮动管板2焊接连接。

所述椭圆形封头4与分程隔板5焊接连接，浮动管板2再与椭圆形封头4焊接连接，浮动管板2与分程隔板5通过垫片7连接使浮头端实现介质分程。

所述分程隔板5与垫片7根据工艺要求及设计要求实现多管程的分布。

本新型小浮头的工作过程：使用本新型小浮头时，管程介质从换热管1进入浮头端，通过分程隔板5进行分程，从而进行换热。

按照这个思路，我设计了解析塔底重沸器（E1306AB），型号FLB1000-245-25-6管束及小浮头部分，代替原设备的管束浮头部分。本管束是在原管束安装尺寸的基础上改造的，材质没变，换热管采用∅25×2.5无缝钢管，长度L=6000mm，数量为564件，由于换热管规格长度不变，管板厚度也不变，所以换热面积与原来相同。

各元件材质：

换热管：10#∅25×2.5无缝钢管

管板、浮头法兰、配重：16MnⅢ级锻件

椭圆形封头：Q345R钢板

制造技术要求

1.本设备应按GB/T150-2011《压力容器》、GB/T151-2014《热交换器》Ⅰ级管束的要求制造.验收。

2.根据本设备的特点，专门制定了严格的工艺文件，制造中严格按照标准规范和工艺文件执行，做好每一道工序的自检和专检工作，既要确保主要工序的质量，比如管孔的精度，孔桥宽度，管头焊接，管板与椭圆形封头的焊接，也要保证其它工序的质量。

3.管板所用锻件应符合NB/T47008-2017《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》中Ⅲ级锻件要求，椭圆形封头采用Q345R钢板应符合GB/T713-2014《锅炉和压力容器用钢板》的要求。

4.管板和椭圆形封头均不允许拼接。椭圆形封头按GB/T25198-2010《压力容器封头》制造、检验与验收。

5.垫片采用波齿复合垫，材质采用S30408+柔性石墨，符合GB/T19066.3-2003《柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件》的要求。

6.本管束所用换热管应符合GB/T9948-2013《石油裂化用无缝钢管》中高级冷拔管的规定，及NB/T47019-2011《锅炉、热交换器用管订货技术条件》的要求。换热管均应逐根进行水压试验，试验压力为5.0MPa，保压时间不少于15s。换热管不允许拼接。换热管外径偏差为±0.10mm，厚度偏差控制在±10%以内。

7.管板与管子的连接型式采用强度焊加强度胀，制造工艺如下：a：预胀;b：焊接;c：整体热处理（不允许用电加热带）;d：强度胀（胀接采用液压胀）;管头焊接完第一遍后应进行100%PT检验，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ级合格，管头焊接完第二遍后应进行100%PT检验，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ级合格。

8.管板、封头与隔板组焊后进行消除应力热处理。

9.所有定距管的长度公差为-1mm.

10.滑道与折流板焊牢，防冲板与定距管焊牢，且为连续焊。

11.水压试验压力为3.13MPa，水压试验合格后焊接封头。

12.封头与隔板焊后进行100%MT检验，以NB/T47013.4-2015中Ⅰ级合格。

浮动管板与封头焊缝逐层进行100%PT检验，以NB/T47013.5-2015中Ⅰ级合格

浮动管板与封头焊接完后进行100%MT检验，以NB/T47013.4-2015中Ⅰ级合格。

13.分程隔板密封面应在与封头组焊后热处理后再加工，且应保证在同一平面上。

14.封头组装时应保证分程隔板与垫片贴合，不得留有空隙。

15.封头与浮动管板焊接后，直边段不得高于浮动管板外径。

参考文献

[1]GB/T150-2011《压力容器》

[2]GB/T151-2014《热交换器》

作者简介：姓名刘彩红（1978.3.7—），性别;女，籍贯;山东省淄博市，民族汉;学历本科;职称：工程师，职务：无，研究方向;化工设备，单位：山东美陵化工设备股份有限公司 ; 邮编：255430