陈孙艺

    (茂名重力石化装备股份公司，广东 茂名 525024)

    文献 [1]针对工程实践中越来越多的一体多区段换热器典型案例总结其中的各种结构技术，包括换热功能为主的多区换热器与多段多联换热器结构技术等。调查分析表明，有不少多段换热器在相邻两段之间设置有独立的管箱，打断了换热管的连接，换热管由贯穿多段的全长直联变为间断的段间串联，但是管程介质的流通得以继续，这类换热器结构有别于文献 [1]所述的一体多区段换热器结构，这时的壳体属于多段壳体。

    已有为数不少的多体多区段功能式换热器分散运行在炼油和石油化工及其他化工装置中，通常属于专有技术而未能得到及时的交流和充分的发展。为方便业内加深对多体多区段换热器结构功能及其工业场景的认识，研发应用更多的多体多区段功能设备，这里就其结构特点进行分类综述，简述其结构及技术特点，供业内参考。

    1 壳体直接相连的多体多段换热器结构技术

    1.1 管箱焊管相连两段非标冷却器管束及其管板应力分析

    某冷却器由多台管束整体立式安装在同一壳体内，每一台管束的结构图如图1 所示[2]，由上、下两段管束通过中间φ273 mm×10 mm 的短管连通，成为管程介质通道，两段管束与各自的管箱一体化组焊成一体，管箱的公称直径DN 900 mm。下段管束下部管箱的端部通过支承板与壳体相焊，管束换热管由连接于壳体的支撑板约束。由于管板受力特殊，文献 [2]基于TEMA 标准分别按弯曲强度和剪切强度对管板厚度进行设计校核，再按弹性有限元和极限载荷方法对管板进行了应力分析和强度评定。

    图1 两段非标冷却器管束Fig.1 Two-stage non-standard cooler tube bundle

    1.2 聚丙烯循环气两段直联式冷却器及其热膨胀分析

    固定管板式循环气冷却器是聚乙烯和聚丙烯装置的核心设备，其两端管箱轴向的进出口分别与反应器上、下段相连，构成气相反应所需气体的循环流道，把反应后升温的气体冷却到合适的温度送回到反应器。为了工艺的需要，该冷却器采用单管程，满足换热需求的换热管较长。为了便于携带粉体的气流顺畅通过冷却器管程，前端管箱设计成偏锥形、后端管箱设计成正锥形。

    随着装置的大型化，传统的冷却器在满足工艺要求方面遇到瓶颈 ......