双壳程热交换器纵向隔板密封结构介绍

图1、图2分别为固定管板式、U形管式双壳程换热器。壳程纵向隔板为长方形钢板，宽度略小于筒体内径，长度从管板开始延伸至最右侧的一块折流板。

双壳程换热器的特点

和单壳程热交换器相比，双壳程热交换器具有如下特点：

1、可实现全逆流传热（双壳程双管程），增强换热效果；

2、可提高壳程流速，增大雷诺数，强化传热；

3、提高壳程流速，减轻器壁结垢、结焦；

4、壳程压降高，比单壳程上升了６~８倍（压降与流道的长度、流速的平方均成正比）。

5、壳程纵向隔板密封处易泄漏，壳程流体容易发生短路。

如果壳程允许的压降较大，在管、壳程进出口温度交叉，或壳程介质流量小，需要提高壳程流速和传热系数的情况下，双壳程热交换器是一个合适的选择。

而要实现纵向隔板的良好密封，应从两方面着手：一是保证隔板本身的强度和刚度，避免过大变形；二是密封结构选择及加工精度要求。

GB/T 151在7.1.4.3对纵向隔板的厚度作了要求：采用密封垫（板）时厚度不小于6，采用密封焊时厚度不小于8，必要时按标准式7-7核算。当然考虑到流体的冲击，应留出一定的裕量，尤其是对于大直径的换热器。

纵向隔板的密封包括隔板与管板、隔板与壳程筒体两处的密封。

隔板与管板的密封

GB/T 151的6.8.4.3介绍了3种纵向隔板与管板的密封，两种可拆结构，以及一种不可拆的焊接连接。

文献没有对这3种进行点评，咱可以自己总结一下：图3（a）结构略显复杂，而且换热器振动不可避免，螺栓连接容易松动。图（b）与管箱分程隔板和管板的连接类似，壳程纵向隔板与管板为垫片密封，不过应注意纵向隔板与管板、壳程筒体不能同时采用可拆连接，要不然密封是难以保证的。图（c）应该是用的比较多的型式，相对于前两种简单可靠。

隔板与壳程筒体的密封

GB/T 151的6.8.4介绍了4种纵向隔板与壳程筒体的密封，其中两种为可拆式连接，另外两种为焊接连接。

文献介绍道：图5（c）出现过大量壳程介质短路的案例，弊端明显，一般不采用；根据GB/T151标准释义，图5（b）适用于低压结构，以及无法进行内部焊接的小直径也设备，这种结构在连接部位会产生边缘应力，并且隔板与壳体之间的焊缝根部易形成焊接缺陷，有质量隐患。如有其他可用连接形式，尽量不采用该结构。图5（d）适用于大直径固定管板换热器，需事先焊入壳体，组装较困难。

图5（a）所示的弹性密封片的连接结构，是目前双壳程热交换器应用最普遍的密封形式，但是如果设计不合理或制造加工误差偏大，也容易造成流体短路，故应该针对该结构提出相应的设计要求。具体包括：

1）选择合适的密封片材料，要考虑介质的腐蚀性，介质的温度，及材料的弹性（尤其是温度较高时）。

2）设置合适的弹性密封片厚度和数量，不能太厚，否则不易安装，回弹性也不易保证。同时，弹性密封片应设置合适的层数，一是可形成一定的对壳程筒体的贴合力，二是可形成多道密封，有利于保证密封效果。推荐的弹性密封片厚度和数量为0.12mmx8层或0.2mmx5层

3）设置合适的定位螺栓间距。定位螺栓间距过大，两螺栓之间的密封片易出现翘曲变形，影响密封效果。为了保证弹性密封片贴合效果，推荐120mm的定位螺栓间距，也可根据具体情况适当调整。

4）提高壳程筒体的圆度要求。为保证壳程筒体的圆度，一方面要保证各筒节的圆度，另一方面要保证筒节之间的焊缝尽可能光滑（需要打磨处理），还要减小纵环焊缝的错边量。

5）提高壳程筒体的直线度及其与管板的垂直度要求。为保证壳程筒体的直线度及其与管板的垂直度，也要保证各筒节的直线度、圆度，并减小焊缝错边量。

6）提高筒体内壁粗糙度要求。筒体内壁与弹性密封片相接区域打磨光滑，建议打磨至粗糙度Ra25。

7）为保证密封，纵向隔板应提出较高的直线度和平面度要求，同时边缘要平滑（必要时，两侧机加工）。

8）此外，还可以对弹性密封片的压条、纵向隔板边缘倒圆角处理，避免刮伤垫片。




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