U型管束釜式换热器设计浅析

杨 斌

（中国石化集团南京化学工业有限公司，江苏南京210048）

管壳式换热器是一种广泛应用于石油、化工、电力及其他一些需要进行热交换工况的设备，按结构可大致分为浮头式、固定管板式、U型管式、釜式、填料函式等几种[1]。其中釜式换热器是一个比较特殊的型式，因釜式换热器一般采用U型管束或浮头管束结构，也有一些特殊的工艺场合采用了固定管束结构。在硫酸生产中固定管板式管壳式换热器应用较多，在有机胺法脱硫系统中釜式换热器可作为再沸器使用。

笔者以常用的U型管束釜式换热器为例对其设计及结构进行阐述。U型管束釜式换热器只有1块管板，管束类似一端固支的悬臂梁，管束可在不同温度下自由伸缩，因此不会因为各部件存在温差而产生热应力。该换热器设备结构相对简单，承压能力较强，但存在只有1块管板更容易引起管束震动的缺点，因此需要在结构设计上加以控制。

1 设备结构与工艺参数

U型管束釜式换热器结构示意见图1。

从图1可以看出，釜式换热器的高压部分一般会设置在管程，有利于降低设计和制造难度。釜式换热器都有一个标志性的“大肚子”，这是为了拥有较大的液相和气相空间。与其他换热器不同，由于气相空间的存在，一般釜式换热器会在壳程设置安全阀，在设计时要考虑安全阀的设置及计算。另外，由于壳程存在2个不同直径的筒体，而两筒体在最下边母线处平齐，故连接两不同直径筒体会有一个偏心锥。……