LNG多股流缠绕管式换热器结构分析设计

于旺　秦留军　梁成坡　李宏伟　赵斐

摘 要：大型铝制缠绕管式换热器因其优越的性能广泛应用于天然气液化装置，由于结构的独特性，其预冷段下部受力较为复杂，而目前对这些关键部位的研究并不多。本文利用大型有限元分析软件对换热器预冷段的支撑结构、下端管板及其周围结构在不同工况条件下进行了有限元分析，并对其进行应力评定，结果表明结构满足强度设计要求，整体结构设计的经济性和安全性较高。

关键词：LNG；缠绕管；换热器

中图分类号：TH703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）16-0058-02

近年来缠绕管式换热器以其结构紧凑、传热系数大、效率高、操作压力高等优点，广泛应用于用于大型陆上天然气液化工厂和大型FLNG液化装置。根据管程介质的多少，缠绕管式换热器可以分为单股流型和多股流型，多股流型能够实现同时处理多种介质的换热。根据管板的位置和结构，其有两种典型的结构：整体管板结构和带有小管板结构，整体管板具有结构简单、制造方便等优点，但当壳程压力过大和管程流股过多时，其厚度增加明显，且给换热管的缠绕、管路识别、管箱和管板的焊接等增加了困难；带有小管板结构的缠绕管式换热器的最大优点是不用整体锻造管板，管板金属质量明显减少，根据工艺要求其可以分布在封头、筒体上。目前对LNG缠绕式换热器的结构分析多来于多年的生产经验，特别是大型铝制绕管式换热器的设计、制造均存在一定技术瓶颈，对其进行研究具有广阔的应用前景。……