王巖 王立存

（錦西化工機械集團有限公司，遼寧 葫蘆島 125001）

U型管換熱器的特點是管束可以自由伸縮，不會因管殼程之間的溫差而產生熱應力，熱補償性能好。管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好，承壓能力強。管束可以從殼程內抽出，便于檢修和清洗，結構簡單，造價便宜。U型管換熱器的缺點是管內清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因最內層的管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分布管不緊湊，所以管子數(shù)量不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。此外，為彌補彎管后管子壁厚的減薄，直管部分需用管壁較厚的管子。這就影響了U型換熱器的使用場合，僅宜用于管殼壁溫相差較大，或殼程介質易結垢而管程介質清潔和不易結垢，高溫、高壓、腐蝕性強的場合。

1 設備的結構特點和技術參數(shù)

1.1設備的結構如圖1。吹掃氮氣加熱器的規(guī)格尺寸為Φ400X10X3550。殼程的氮氣從N01管口進入，經過U型換熱管中的高溫蒸汽的加熱，高溫度氮氣從N02管口排出。

圖1

1.2 主要技術參數(shù)及節(jié)點圖

1.2.1 設計參數(shù)見表1

表1

工作溫度（入口/出口） ℃ 190/181 13.8/177設計溫度 ℃ 225 200介質名稱 蒸汽 氮氣主體材料 Q345R/10 Q345R焊接接頭系數(shù) 0.85 0.85

1.2.2 主要節(jié)點圖

2 殼程制造

2.1 殼程筒體組對焊接。殼程筒體組對環(huán)焊縫對口錯邊量≤2mm，直線度≤4.5mm，影響管子穿入的焊縫內表面磨平。對B類焊縫進行20%RT檢測，按NB/T47013.2-2015中III級合格，技術等級AB級。

2.2 劃線開孔。按施工圖要求劃各管口位置線，按位置線開孔，開孔時注意防變形。

2.3 組對焊接。按施工圖要求組對各接管組件及支座墊板等。C、D、E類焊接接頭表面進行100%MT檢測，按NB/T47013.4-2015中I級合格。

3 管束組裝

3.1 組裝焊接。組裝管板、拉桿、折流板和定距管，固定、校正骨架形狀后穿入U型管束。對管板和換熱管之間進行焊接。對管頭進行100%PT檢測，按NB/T47013.5-2015中I級合格。3.2 脹接。對換熱管和管板進行貼脹。

3.3 耐壓試驗。利用試壓環(huán)對殼程進行水壓試驗，試壓試驗溫度≥5℃，檢查所有焊接接頭、管頭無泄漏及可見的變形、異響。

4 管箱制造

4.1 管程筒體組對焊接。筒體、封頭和管箱法蘭組對前應先盤圓，嚴格按心線組對，組對時環(huán)焊縫對口錯邊量≤2mm，棱角度≤3mm。對B類焊縫進行20%RT檢測，按NB/T47013.2-2015中III級合格，技術等級AB級。

4.2 劃線開孔。按施工圖要求劃各管口和吊耳位置線，按位置線開孔，開孔時注意防變形。

4.3 組對焊接。按施工圖要求組對各接管組件及吊耳。C、D類焊接接頭和吊耳與封頭焊接接頭表面進行100%MT檢測，按NB/T47013.4-2015中I級合格。

4.4 熱處理。管箱組焊后應進行消除應力熱處理。4.5 機加工。熱處理后按圖加工法蘭螺栓孔和密封面。

5 設備總組裝

5.1 組裝與裝配。按施工圖要求組裝管箱和殼程，檢查設備整體及外觀尺寸。

5.2 液壓試驗。管程進行壓力試驗，檢查所有焊接接頭及密封面不得有泄漏。

5.3 包裝和運輸。對碳鋼表面按NB/T10558-2021標準進行除銹、噴漆。

6 小結

U型管換熱器是管殼式換熱器的一種。它有結構緊湊，體型小，占地面積小；換熱性能好，熱能利用率高，節(jié)能效果好；傳熱系數(shù)高等特點。促使U型管換熱器在石油化工行業(yè)使用是比較廣泛的。