形管換熱器的優(yōu)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,它也是唯一可用于高溫、高壓和高溫差的換熱器,因而在石油化工中得到廣泛應用。
U形管換熱器管板與管殼程連接最常見的結構是兩塊設備法蘭夾持一塊管板,如下圖:
常用的法蘭夾持管板結構
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(tài)下,螺栓力等于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,墊片壓緊力就小,而壓力較低側正好相反。假設在操作狀態(tài)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。這是此種結構在工程應用中一個顯著的缺點。
優(yōu)點:管板結構簡單。
缺點:螺栓,法蘭和墊片按照壓力較高側設計,造價高。
2、煙臺大興:分腔密封的法蘭夾持管板結構1
圖2分腔密封的法蘭夾持管板結構1
本結構由第1條演變而來。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。
優(yōu)點:分腔密封。螺栓,法蘭和墊片按照各側的壓力分別設計。
缺點:管板和螺栓的結構較為復雜。