浮头式换热器设计要求有哪些

新型浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成，其特征是：在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处取消钩圈及相关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板核心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通，而不与凹型槽相连通。

设计要求
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，中国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：
（1） 合理地实现所规定的工艺条件；
（2） 结构安全可靠；
（3） 便于制造、安装、操作和维修；
（4） 经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。（也可设计成不可拆的）。这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此在安装时要特别注意其密封。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。以便于进行检修、清洗。浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。随着浮头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验，不断促进了自身的发展。故迄今为止在各种换热器中仍占主导地位。

单管程的浮头接管结构由球冠形封头、波纹膨 胀节、筒节、平盖、法兰A、法兰B、法兰C、紧固件 AB、紧固件BC、锥体及管程出口法兰所组成。在球冠形封头上开孔并设一短节,通过该短节与 波纹膨胀节连接,波纹膨胀节通过另一短节与法兰 A连为一体,法兰A与法兰B通过紧固件AB联 接。法兰C由紧固件BC压紧法兰B的前后密封面 与平盖连成整体结构,这种结构不仅便于安装和拆 卸,而且能很好地解决管、壳程之间的温差应力。
    由于原料气预热器的管、壳程压力和温度都较 高,设计时将管板、浮头及浮头接管(包括膨胀节部 分)按照管、壳程较大压差1.0MPa进行设计,这样 既可保证设备安全又可较大程度节省成本。 波纹管膨胀节设计参数为,设计压力1.0MPa, 设计温度400℃,材质0Cr18Ni9。波纹管膨胀节结 构尺寸为,波根外径510mm,波高50mm,波数6, 层数2,单层厚度2.5mm。
    膨胀节位移量按下式确定:e=[αt-(tt-to)-αs(ts-to)]L
    式中,αt为换热管材料在设计温度与20℃之间的平 均线膨胀系数,αs为壳体材料在设计温度与20℃之间的平均线膨胀系数,10mm/(mm·℃);tt为 换热管设计温度,ts为壳体设计温度,to为制造环境 温度,℃;L为膨胀节两侧固定端长度,mm。