转化气废热锅炉设计探究
- 格式：pdf
- 大小：1.36 MB
- 文档页数：2
图 １ 挠 性 薄管 板示 意 图
Ｆｉｇ．１ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ
。４ｄ Ｊ尸 ／『 ｃ
（２１
带有 折边 的 薄管 板 即管板 的 圆滑过 渡 区（如 图 １所 示）能 吸收
因管 壳程 温 差大而 产 生 的换热 管 和壳程 的 局部 应 力， 如 ｌ这样
２０１ ８年 第 ６期 第 ４５卷 总第 ３６８期
广 东 化 工
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ
转化气废 热锅炉 设计探 究
王 月 ， 陈聪
（１． 中国成 达 ］：程 有 限公 吲 没蓊室 ， 四川 成都 ６１００４Ｉ： ２．中 同核动 力研 宄 没 汁院 核反应 堆 系统 殴计 技术 重 点实验 奎 ， … 成 ６ｌ０１ｌ ３）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ．ｔｕｂｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｔｕｂｅ ａｌ ｃ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｌｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｌ’ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ａｎｄ ｍ ａｋｅ ａ ｓｕｎｌｍ ａｔｉｏｎ ０１１ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｒ（１ｒ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ｏｆｗ ａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ．
Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ： ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ： ｔｕｂｅ； ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
转 化 气废 热锅 炉 是利 用二段 炉 的高 温转 化气加 热 水形 成蒸 汽 的余热 回收设 备 。在 己有装 置 中 ，废热 锅炉 经 常 出现 管扳 与管 于
焊 接接 头 泄漏 ，管 板与 换热 管 胀接 部位 出现 裂 纹 ，热端 管 扳 处换 热 管有 裂 纹等 现 象。针 对 上面提 到 的 废热锅 炉 失 效形式 可 见， 热 锅炉 运 行 的稳 定性 与管 扳 、换 热 管 ，管 饭 与换热 管 的连接 形 式 的 设 计 密 切 相 关 。
挠 性 薄管 板 设 计理 论有 ＳＨ／Ｔ３ｌ ５８—２００９《石油 化 工管 壳式 余
热 锅 炉 》［１１，ＧＢｌ ５１—２０ｌ２ 《热 交换 器 》 德 国 ＡＤ 规范 【 １等。 ＧＢｌ ５ｌ与 ＳＨ／Ｔ３１ ５８管扳 厚度 的计 算 公式 相 同， 见公式 （１）， 两 个 标 准 的使 朋范 有 所不 同 。德 国 ＡＤ 规 范中 薄管 扳的 汁算 厚度 分 别见 公 式 （２）。 上述 理 论的 计 锋采 用 的是 局 部强 度 法 ， 即认 为换 热 管 对管 扳 是刚性 支撑 ，换热 管 间距越 小 ， 时管板 的 受 力越好 ， 局 部强 度 法 计 算 的 是 校 核 管板 最 大 尤布 管 圆 的 强 度 是 否满 足 要
ｌ挠性 薄管板 的设计
１．１挠 性 薄管板 的 设计特 点 管 板 的 设 计 可 以分 为 刚性 管板 和 挠 性 溥 管 板 ，在 高滩 岛
下， …性 管板 的计 算 厚发达 钊 几 百个毫 米 厚 ，或 需设置 膨胀 节 ， 这 样 仅 会造 成设 备造 价 高 ，『Ｊｕ工制造 困难 ，而 日．管接 在高 的 热 应 力作 用下 会 发生泄 漏 。薄 管板 ￣Ｈｘ，ｔｌＸｉｌｌ性 管扳 ，管板 厚度 人大 降低 ，管 扳 的圆滑 过渡 结 构可 以减 小沿 管板 厚度 方 向 的温 簪热 应 力， 降低 ｒ管 板 币ｕ管接 头 的应 力水平 。 １．２ 挠 性 薄管板 的 设计 理论
１ ９求５
［摘 要】本 文主 要 对二 段炉 转 化气 废 热锅 炉设 计 中 ，管 板 、 换热 管 、管 板 与换 热 管连接 形 式进 行 了分析 讨 论， 归纳 总结 了 废热锅 炉 薄 管板
设计 中 的注 意事 项 ，为薄 管板 转化 废热 锅 炉的 设计 提供 指 导。
［关 键 词】废 热 锅炉 ；薄 管板 ：换 热管 ； 连接 形式
［中图 分类 号］ＴＨ
［文献 标识 码］Ａ
［文章 编 号】１００７—１８６５（２０１８）０６－０１９５—０２
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｒｅｆｏｒｍ ｉｎｇ Ｇ ａｓ Ｗ ａｓｔｅ Ｈ ｅａｔ Ｂｏｉｌｅｒ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ
Ｗ ａｎｇｙｕｅ ，Ｃｈｅｎｃｏｎｇ （１．Ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｎｇｄａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＣＯ． Ｌｔｄ．．Ｃｈｅｎｇｄａ ６ １ ００４ Ｉ： ２．Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ ｌｎｓｔｉｔｔｔｔｅ ｏｆＣｈｉｎａ Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１００４１，Ｃｈｉｎａ）
换 热管 问趴 越 小， ｎ 诗 数越 彩，能够 减 小 设备 的尺 、 节约 问。 但足 由 ］ 壳 程止 的 过双 相流 体， 靠近 管程进 口处 的壳 程侧 温 度披 高 ，锅炉 给 水的 蒸 速 瞍很快 ，较 小 的管 问距 会造 成 该 处 产 膜 态沸 腾 ，致 使 话近 管 入 ｒ】处换 热管 的温 度过 高 ， 出现 裂 纹 。增 大管 问 会 辫换 热 倚 外走 的沸 腾状 态 ， 保证换 热管 运 行 的稳 定性 。 当管 介埙溢 瞍 高， 钠：在换 热 管端 设置 保护 套管 ， 保护 套管 的十于料根槲 转 化 温度 ＨＪ选 择 奥 氏体不 锈钢 ， 高镉 镍奥 氏体 钏或 刚 陶 瓷 。
的结 构 ，就 可 以通过 分 析设 计对 圆滑 过渡 区进 行 应 力校 核和 优化
设 计 。薄 管 板 的 设计 可 以通 过 公式（１），（２）进 行预 算 ，确 定 Ｊ 管
板厚 度 后通 过有 限元 分 忻法 对带 有折 边 结构 的薄 管扳 进 行应 力分
Ｆｉｇ．１ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ
。４ｄ Ｊ尸 ／『 ｃ
（２１
带有 折边 的 薄管 板 即管板 的 圆滑过 渡 区（如 图 １所 示）能 吸收
因管 壳程 温 差大而 产 生 的换热 管 和壳程 的 局部 应 力， 如 ｌ这样
２０１ ８年 第 ６期 第 ４５卷 总第 ３６８期
广 东 化 工
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ
转化气废 热锅炉 设计探 究
王 月 ， 陈聪
（１． 中国成 达 ］：程 有 限公 吲 没蓊室 ， 四川 成都 ６１００４Ｉ： ２．中 同核动 力研 宄 没 汁院 核反应 堆 系统 殴计 技术 重 点实验 奎 ， … 成 ６ｌ０１ｌ ３）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ．ｔｕｂｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｔｕｂｅ ａｌ ｃ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｌｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｌ’ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ａｎｄ ｍ ａｋｅ ａ ｓｕｎｌｍ ａｔｉｏｎ ０１１ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｒ（１ｒ ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ ｏｆｗ ａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ．
Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｂｏｉｌｅｒ： ｔｈｉｎ ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ： ｔｕｂｅ； ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
转 化 气废 热锅 炉 是利 用二段 炉 的高 温转 化气加 热 水形 成蒸 汽 的余热 回收设 备 。在 己有装 置 中 ，废热 锅炉 经 常 出现 管扳 与管 于
焊 接接 头 泄漏 ，管 板与 换热 管 胀接 部位 出现 裂 纹 ，热端 管 扳 处换 热 管有 裂 纹等 现 象。针 对 上面提 到 的 废热锅 炉 失 效形式 可 见， 热 锅炉 运 行 的稳 定性 与管 扳 、换 热 管 ，管 饭 与换热 管 的连接 形 式 的 设 计 密 切 相 关 。
挠 性 薄管 板 设 计理 论有 ＳＨ／Ｔ３ｌ ５８—２００９《石油 化 工管 壳式 余
热 锅 炉 》［１１，ＧＢｌ ５１—２０ｌ２ 《热 交换 器 》 德 国 ＡＤ 规范 【 １等。 ＧＢｌ ５ｌ与 ＳＨ／Ｔ３１ ５８管扳 厚度 的计 算 公式 相 同， 见公式 （１）， 两 个 标 准 的使 朋范 有 所不 同 。德 国 ＡＤ 规 范中 薄管 扳的 汁算 厚度 分 别见 公 式 （２）。 上述 理 论的 计 锋采 用 的是 局 部强 度 法 ， 即认 为换 热 管 对管 扳 是刚性 支撑 ，换热 管 间距越 小 ， 时管板 的 受 力越好 ， 局 部强 度 法 计 算 的 是 校 核 管板 最 大 尤布 管 圆 的 强 度 是 否满 足 要
ｌ挠性 薄管板 的设计
１．１挠 性 薄管板 的 设计特 点 管 板 的 设 计 可 以分 为 刚性 管板 和 挠 性 溥 管 板 ，在 高滩 岛
下， …性 管板 的计 算 厚发达 钊 几 百个毫 米 厚 ，或 需设置 膨胀 节 ， 这 样 仅 会造 成设 备造 价 高 ，『Ｊｕ工制造 困难 ，而 日．管接 在高 的 热 应 力作 用下 会 发生泄 漏 。薄 管板 ￣Ｈｘ，ｔｌＸｉｌｌ性 管扳 ，管板 厚度 人大 降低 ，管 扳 的圆滑 过渡 结 构可 以减 小沿 管板 厚度 方 向 的温 簪热 应 力， 降低 ｒ管 板 币ｕ管接 头 的应 力水平 。 １．２ 挠 性 薄管板 的 设计 理论
１ ９求５
［摘 要】本 文主 要 对二 段炉 转 化气 废 热锅 炉设 计 中 ，管 板 、 换热 管 、管 板 与换 热 管连接 形 式进 行 了分析 讨 论， 归纳 总结 了 废热锅 炉 薄 管板
设计 中 的注 意事 项 ，为薄 管板 转化 废热 锅 炉的 设计 提供 指 导。
［关 键 词】废 热 锅炉 ；薄 管板 ：换 热管 ； 连接 形式
［中图 分类 号］ＴＨ
［文献 标识 码］Ａ
［文章 编 号】１００７—１８６５（２０１８）０６－０１９５—０２
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｒｅｆｏｒｍ ｉｎｇ Ｇ ａｓ Ｗ ａｓｔｅ Ｈ ｅａｔ Ｂｏｉｌｅｒ Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ
Ｗ ａｎｇｙｕｅ ，Ｃｈｅｎｃｏｎｇ （１．Ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｎｇｄａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＣＯ． Ｌｔｄ．．Ｃｈｅｎｇｄａ ６ １ ００４ Ｉ： ２．Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ ｌｎｓｔｉｔｔｔｔｅ ｏｆＣｈｉｎａ Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１００４１，Ｃｈｉｎａ）
换 热管 问趴 越 小， ｎ 诗 数越 彩，能够 减 小 设备 的尺 、 节约 问。 但足 由 ］ 壳 程止 的 过双 相流 体， 靠近 管程进 口处 的壳 程侧 温 度披 高 ，锅炉 给 水的 蒸 速 瞍很快 ，较 小 的管 问距 会造 成 该 处 产 膜 态沸 腾 ，致 使 话近 管 入 ｒ】处换 热管 的温 度过 高 ， 出现 裂 纹 。增 大管 问 会 辫换 热 倚 外走 的沸 腾状 态 ， 保证换 热管 运 行 的稳 定性 。 当管 介埙溢 瞍 高， 钠：在换 热 管端 设置 保护 套管 ， 保护 套管 的十于料根槲 转 化 温度 ＨＪ选 择 奥 氏体不 锈钢 ， 高镉 镍奥 氏体 钏或 刚 陶 瓷 。
的结 构 ，就 可 以通过 分 析设 计对 圆滑 过渡 区进 行 应 力校 核和 优化
设 计 。薄 管 板 的 设计 可 以通 过 公式（１），（２）进 行预 算 ，确 定 Ｊ 管
板厚 度 后通 过有 限元 分 忻法 对带 有折 边 结构 的薄 管扳 进 行应 力分
