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