安全型换热器的研究与开发.pdf

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1、第39卷第6期石油化工设备V01．39NO．62010年11月PETR0一CHEMICALEQUIPMENTNov．2O1O文章编号：1000—7466(2010)06—0011一O4安全型换热器的研究与开发高慧敏，张平，张诚忠(湖北登峰换热器有限公司，湖北大冶435lOO)摘要：针对多晶硅项目工艺流程中要求的安全型换热器，按其制造过程对结构进行了说明。结合理论计算、数值分析及试验对双管间隔绝层对换热器传热的影响进行了介绍，对安全型换热器的研发与应用具有积极作用。关键词：换热器；安全型；可靠性；研究；开发中图分类号：TQ051．5；TE965文献标志码：BRes

2、earchandDevelopmentofSafetyHeatExchangerGAOHui-min，ZHANGPing，ZHANGCheng-zhong(HubeiDengfengHeatExchangerCo．Ltd．，Daye435100，China)Abstract：Theconstructionofsafetyheatexchangerrequiredintheprocessflowofpolysiliconprojectasperitsmanufacturingprocesswasdescribed．Withtheoreticalcalculatio

3、n，numericala—nalysisandtest，theeffectofdouble—tubeisolatinglayertoheattransferwaspresented，andplaysapositiveroleinresearch，developmentandapplicationofsafetyheatexchanger．Keywords：heatexchanger；safety；reliability；research；development随着新能源的发展需要，多晶硅项目蓬勃发展，性能，可采用各种连接方法，但这些方法都不能保证但其技术及工艺系

4、统设备却被国外或合资公司垄绝对不漏。即使水压试验、气密性试验完全合格，但断，设备价格居高不下。多晶硅工艺系统中换热器在操作中由于介质腐蚀、温度、压力的影响，特别是压所占比重较大，其安全可靠性极为重要。某单位对力、温度的波动或突然变化，往往使得换热管与管板2500t／a多晶硅项目进行工艺革新，就大量引进了连接处产生不同程度的泄漏。少量的泄漏在一般化安全型换热器。而国内厂家由于对安全型换热器认工工艺中是允许的，但在多晶硅生产工艺系统中，由识不足且无行业业绩，在竞标时常被拒之门外。为于存在物料TCS(SiHC13)、STC(SiC14)和DCS此，对安全型换热器进行深

5、入研究和开发，对打破其(SilC1)，因此不允许管程和壳程的两种流体混合工艺技术设备被国外垄断的现状具有重要意义。笔(另一侧为蒸汽或冷却水)。在这种工艺条件下，可以者结合多年新型高可靠性双管双管板换热器的研发考虑采用双管双管板结构(其中固定管板换热器最适经验，对安全型换热器进行了研发，文中简要介绍相合)。其作用不是消除泄漏，而是防止壳程(或管程)关情况_1叫。漏出的流体混进管程(或壳程)，即利用双管间及双管板间的隔离腔把管程与壳程介质完全分隔开。1结构介绍按制造工艺过程，典型固定管板式芯组、双芯组安全型换热器是一种特别的双管双管板结构换及安全型换热器试验件结构示

6、意分别见图1～图3。热器，双管间存在隔绝层。在通常的管壳式换热器制固定管板式双芯组是在图1结构基础上增加了外管造与应用中，为保证换热管与管板的连接强度和密封板、哈夫短节、放泄(气)(注入)口和内换热管组成收稿日期：2010—06—10作者简介：高慧敏(1974一)，男，湖北天门人，工程师，学士，长期从事换热器及工艺设计工作。石油化工设备2010年第39卷的。安全型换热器试验件是在图2结构基础上增加了水盖、联接件组成的。1234567厂一n

7、＼-．1厂1、m一、IlT一一瞳—H_早_詈翻_啊_■I啊啊嘲阿空曙暑±蛐_}!啊空。_。_●。_。__I_1．固定管板2．

8、筒体3．外换热管4．隔板5．定距杆6．定距管17．定距管2图1典型固定管板式芯组结构1．外管板2．放泄(气)(注入)口3．芯组4．哈夫短节5．内换热管图2固定管板式双芯组结构l_水盖2．联接件3．垫片4．双芯组图3安全型换热器试验件结构为内管内流体定性温度，t为内管内壁的温度，t2传热分析为内管外壁的温度，t。为外管内壁的温度，￡w。为外安全型换热器壳程与管程的换热方式与普通的管外壁的温度，t。为外管外流体定性温度，℃。管壳式换热器换热方式一致，文中不再进行分析，只重点分析内管、外管及形成的管间隙。由于安全型换热器长度达到5～8rn，为保证生产制造方便，内管外径

9、与外管内径间不可避免存在