螺旋板換熱器
螺旋板換熱器
64- 產品詳情
傳統的螺旋板換熱器在設計時，通常采用在螺旋體外側增加一個外殼的方式，即 NB/T47048-2015 《螺旋板式熱交換器》中所列舉的用連接板連接半圓筒體的結構，見圖一：
在這種半圓筒體結構中，連接板焊接在最外層螺旋板上，然后半圓筒體搭接焊在連接板上。在半圓筒體與最外層螺旋板之間形成空腔，切向接管穿過半圓筒體，介質從接管通過空腔流入螺旋通道。目前國內螺旋板換熱器生產廠家絕大多數采用這種結構制造螺旋板換熱器，尤其是在直徑較大和運行壓力較高的工況下幾乎全是采用這種結構。但是這種結構本身存在著幾個嚴重的缺點：
1 、由于螺旋板換熱器換熱板強度依賴于布焊在換熱板上的定距柱的支撐, 而作為外殼的半圓筒體與最外層螺旋板之間沒有定距柱，當單通道受壓時，最外層螺旋板(常規設計厚度為 3~4mm )起到筒體外壁的作用，很明顯，強度不夠，因此而失穩的情況極易發生。為了解決失穩的問題，不少廠家采用在半圓筒體上鉆孔，埋焊定距柱，以支撐最外層螺旋板，這樣最外層螺旋板的強度問題是解決了，但由于在半圓筒體上大量鉆孔，不僅工時增加，勞動強度增大，還增加了許多可能滲漏的隱患。
2 、連接板寬度有限，與最外層螺旋板焊接時，兩條焊縫離得很近，又分別處于兩個通道，如果外層螺旋板再沒有支撐，焊縫熱影響區很容易產生應力斷裂。目前螺旋板換熱器損壞的情況，這種損壞占了將近一半。斷裂往往沿軸向裂開，裂口長度約為螺旋板寬度的 60%~80% ，具體位置一般是在離連接板 100mm 左右，正是焊接連接板時的熱影響區。
3 、半圓筒體與流道相通，對于有腐蝕的工況，半圓筒體的材料必須與螺旋板材料一樣具備耐腐蝕性能，當換熱面積比較大，因而直徑比較大，或壓力比較高的時候，半圓筒體的厚度相應的就要很厚，耐腐蝕的貴重材料消耗量必然增加很多，設備造價也就上升很多。上述三大弊病困擾了螺旋板換熱器制造業許多年。不少企業也曾力圖改變這種結構形式。例如采用切向縮口形式。不過只能解決換熱面積不太大的，壓力稍低的況。本公司的技術人員經過多年的探討和測試，對連接板連接半圓筒體的結構進行了大膽改變，取消了連接板，采用了一種我們稱為收圓的結構型式，徹底解決了前面提到的三大缺陷(如圖二)。
1 、采用這種結構以后首先解決的是最外層螺旋板強度問題，由于最外層螺旋板與半圓筒體緊密貼合在一起，承受的內壓被半圓筒體分擔，受力情況不僅遠好于半圓筒體與最外層螺旋板之間無支撐的情況，也明顯優于在半圓筒體上鉆孔塞焊定距柱的情況，通過計算機模擬計算，其受力近似于多層包扎式殼體的情況。
2 、其次，相對于最外層螺旋板，焊縫只有一條，減少了熱影響區域，同時這條焊縫在設備表面，即使有問題也可以修補。
3 、特別的是，這種結構使得設備外部的殼體與介質可以完全隔絕，因此，可以用保證機械強度的普通鋼代替價格昂貴的合金材料制作外殼，相當于采用復合板材料制作外殼，從而節省一部分材料成本。這種結構，在本公司參與的中石化重大裝備國產化課題之一 PTA 裝置母液冷卻器大型螺旋板換熱器國產化課題通過專家鑒定時，一致評定為具有國際先進水平的一項重大創新。
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