压力容器工程师——浮头式换热器特点与制造
摘要
本文介绍了浮头式换热器的定义、结构、优点、缺点、使用范围、制造顺序、耐压试验及相关标准更新。浮头式换热器属于管壳式换热器，其特点在于浮头设计，允许管束自由伸缩而不产生温差应力，易于清洗和检修。适用于温差大、易结垢或腐蚀性强的介质场合。制造过程包括备料、划线、切割、成型、装配、焊接等步骤，并需进行耐压试验。相关标准如《浮头式热交换器用法兰》和《热交换器型式与基本参数》由全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责更新。
正文
一. 引言 二.浮头式换热器 浮头式换热器，它由壳体、换热管束、管板、浮头、外接管、法兰螺栓连接件、膨胀节等组成。浮头式换热器，两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头，当管束与壳体受热伸长时，两者互不牵制，因而不会产生温差应力。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力。其优点是管间与管内清洗方便，不会产生热应力；但其结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。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。 三.结构形式 浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于检修。 由上述特点可知，浮头式换热器多用于温度波动和温差大的场合，尽管与固定管板式换热器相比其结构更复杂、造价更高。 浮头式换热器优点是：浮头式换热器的管束连同浮头可以自由伸缩，与外壳的膨胀无关，因而不产生温差应力；而且管束可以抽出，便于清洗管程和壳程； 结构坚固；可靠性高；适应性广；处理能力大；能承受较高的工作压力。这些优点表明对于管子和壳体间温差大、壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况，浮头式换热器很能适应。 浮头式换热器缺点是：由于其结构较为复杂，尤其是单管程，锻件多，造价高，造价比固定管板式约高20%，而且浮头盖操作时无法检查，所以在安装和制造时应特别注意其密封，以免发生内漏。 四.使用范围 浮头式换热器适用范围：浮头式换热器适用于压力温度范围较大，特别是壳体和换热管壁温相差较大或介质易结垢的场合。一般易结垢介质走管程，两种介质都易结垢时，高压介质走管程，可以降低造价；腐蚀性介质宜走管程，可以减少耐腐蚀材料的用量；制造也比较方便。 五.制造顺序 制造备料→划线→切割→边缘加工（探伤）→成型→装配→焊接→焊接质量检验→组装焊接→压力试验 六.耐压试验 GB/T151-2014中规定：浮头式热交换器、釜式重沸器(浮头式管束)耐压试验顺序： a)用试验压环和浮头专用试压工具进行管头试压，对釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体； b)管程试压； c)壳程试压。 七、相关标准更新 国家标准《浮头式热交换器用法兰》和《热交换器型式与基本参数 第1部分：浮头式热交换器》由TC262（全国锅炉压力容器标准化技术委员会）归口，TC262SC5（全国锅炉压力容器标准化技术委员会热交换器分会）执行 ，主管部门为国家标准化管理委员会。 《浮头式热交换器用法兰》主要起草单位 上海蓝滨石化设备有限责任公司 、中国石化工程建设有限公司 、中石化广州工程有限公司 、沈阳特种设备检测研究院 、中石化宁波工程有限公司 、兰州兰石重型装备股份有限公司 、中石化南京工程有限公司 、中国特种设备检测研究院 、甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 、上海蓝海科创检测有限公司 。 主要起草人 于啸 、张迎恺 、李双权 、栾波 、赵雷江 、李永红 、朱娟娟 、郝元川 、赵厦 、杨磊杰 、陈志伟 、顾月章 、张延丰 、刘福录 、陈战杨 。 标准号GB/T 29465-2023、布日期2023-09-07、实施日期2023-09-07、全部代替标准GB/T 29465-2012《热交换器型式与基本参数 第1部分：浮头式热交换器》 主要起草单位 上海蓝滨石化设备有限责任公司 、中国石化工程建设有限公司 、中国寰球工程有限公司北京分公司 、中石化广州工程有限公司 、沈阳特种设备检测研究院 、中石化南京工程有限公司 、兰州兰石重型装备股份有限公司 、中国特种设备检测研究院 、甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 、上海蓝海科创检测有限公司 。 主要起草人 马一鸣 、张迎恺 、岳国印 、张国信 、栾波 、朱娟娟 、李永红 、魏筱婷 、冯栩迟 、陈志伟 、张延丰 、刘福录 、周文学 、蒋琛 、张斯亮 。 标准号GB/T 28712.1-2023、发布日期2023-09-07、实施日期2024-01-01、全部代替标准GB/T 28712.1-201
