一种填料函式换热器的设计点评

案例描述:曾经遇到一种填料函式换热器,左侧为夹持管板,右侧结构简图如下:该法兰组合结构由法兰环,压环,卡环,管箱法兰,O型圈,螺栓,螺母,垫片组成，各个受压元件之间没有焊接.壳程介质为冷却水，壳程设计压力为0.6Mpa,管程介质为循环气, 管程设计压力为4.2Mpa。

点评如下：

1.该换热器的优点是：右侧的管箱法兰可拆，卡环和压环以及法兰环卸掉之后，管束可以从左侧抽出，方便管束清洗和更换检修。

2.该换热器既然为填料函式换热器，却没有填料，应该在易泄漏点设置填料，也就是左侧两个小圆点（O型圈的位置））,这样才能真正起到密封的作用。

3.回顾填料函式换热器的结构

GB/T151-2014标准中的填料函式换热器结构如下：换热器壳程依靠填料和软金属环进行密封，同时管板可以轴向伸缩滑动，不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质场合，填料的材料选择应根据管壳程介质、操作温度、操作压力等确定。

4. 管板上的卡环厚度，主要受剪切作用，剪切力的大小由螺栓载荷决定，螺栓载荷又和箱压力和垫片压紧力有关，为了保证密封，需要一定的螺栓载荷，那么卡环的厚度就要满足剪切的要求，受纯剪切截面的平均一次剪应力不得超过0.6倍的S_m。

5.管箱法兰会因管箱内压力的作用产生变形，而左侧壳体上的法兰环类似活套法兰的结构，需要一定的厚度来支撑右侧法兰的变形，如果管箱压力高，很容器出现垫片密封泄漏。趋圆的特性。

6.填料函结构需要改进，根据管束和壳体的变形量，留出足够的填料函空间

7.该结构适用于小直径换热器。

8.卡环的厚度和右侧管箱的变形量，建议采用应力分析计算。