Способ крепления труб в трубных решетках теплообменников с u-образными трубами

(л м Д ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Всесоюзный научно-исследовати проектный институт технологииского и нефтяного аппаратостроен(56) Бриф В.М, и др. Изготовление икожухотрубчатой теплообменной ары. - М.; Машиностроение, 1980, 1(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В ТРУБНЫХ РЕШЕТКАХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ С О - ОБРАЗНЫМИ ТРУБАМИ(57) Изобретение относится к способам крепления труб в трубных решетках теплоИзобретение относится к способу крепления труб в трубных решетках теплообменников с 0-образными трубал;л и может быть использовано в нефтяном, химическом и энергетическом аппаратостроении,Цель изобретения - снижение трудоемкости при развальцовке труб в теплообменных аппаратах с 0-образными трубами.На чертеже представлен график расчета размеров центральной зоны обработки.Для определения качества развальцовки на заводе-изготовителе проводится испытание герметичности вальцовочных соединений давлением испытательной среды в межтрубном пространстве, Во время этих испытаний, а также в процессе эксплуатации, когда давление в межтрубном пространстве выше, чем в трубном, в трубных решетках теплообменных аппаратов с ц-об БЫ 1625554 А обменных аппаратов и может быть использовано в энергетическом, химическом и нефтяном аппаратостроении, Цель изобретения - снижение трудоемкости развальцовки труб в теплообменных аппаратах путем уменьшения числа узлов крепления труб. Все трубы развальцовывают с лицевой стороны решетки. Трубы, находящиеся в центральной круговой зоне решетки, дополнительно развальцовывают с тыльной стороны решетки, Радиус зоны дополнительной развальцовки труб определяют из соотношения 0 ( В ( О/2, где В - радиус центральной зоны тыльной стороны трубной решетки аппарата; О - внутренний диаметр кожуха аппарата. 1 ил. разными трубами возникает значительный (до 6 мм) прогиб, направленный в сторону лицевой поверхности. При этом происходит снижение контактного давления между трубами и трубной решеткой в вальцовочных соединениях, примыкающих к лицевой поверхности, и увеличение контактного давления в вальцовочных соединениях, примыкающих к тыльной поверхности трубной решетки.Это связано с тем, что слои трубной решетки при таком прогибе со стороны лицевой поверхности растягиваются, а со стороны тыльной поверхности сжимаются.Согласно теории изгиба круглых пластин напряжение растяжения достигает максимума в центре пластины на ее выпуклой поверхности. Отсюда следует, что разгерметизация вальцовочных соединений, 1625554(6 говой зон ьной кртки, см;метр кож уха аппараначение контак- а (1216 ние, на ное давл ат, кг/см ой решет ют следу 1 ки, см.ющим обрагде г - текущ Р - коэ мый равным Напряж мума на пов 6 Мнима жении 1) и (2) зора на с учет нвариант ти пласти- аг - 2 г г Р, связанную евышало пр уменьшения на велич изгибом трубной рведенное давлени тки, и е - Р 1 2 е, Коэффициложенноент 1/2 при трубной решет примыкающих к выпуклой поверхности трубной решетки, начинается в первую очередь в центральной зоне трубной решетки с радиусом О ВО/2, где В - радиус центральной эоны решетки, О - диаметр решетки.Расчеты радиусов зон разгерметизации выполнены следующим образом.В теплообменном аппарате с О-образными трубами трубную решетку толщиной Н, перекрывающую кожух с внутренним радиусом а, можно рассматривать как круглую защемленную пластинку того же радиуса и толщины, Защемление образуют фланцевая часть трубной решетки совместно с фланцевой частью крышки или распределительной камеры аппарата.Для круглой защемленной пластинки радиуса а распределение изгибающих моментов Мг и У 1 при приложении давления Р определяется по формулам сопротивления материалов Р ( аг (1 + м ) - гг (1 + 3 Р )16 ий радиус;фициент Пуассона, прив данном случае 0,3.ения изгиба достигаютерхности пластинкиД 1бМ 1 Первыи и тенна поверхнос нкиравен3 1,31= Ог+% =4 НИзгибные напряжениуменьшение контактного давнениях труб с трубной решетпечения герметичностивыполнение условия2 Р - 11Р, (4)где Р - минимальное значенидавления;Р - эксплуатационное даторое рассчитан аппарат.Условие(4) иначе можно1 1- Р,2е выражает трбы давление Р,учитывает, что давление приложено только к части поверхности трубной решетки, заключенной между трубами.Подставляя (3) в (4), получают Если г = В - радиус центральной эоны трубной решетки, где необходима развальцовка вторым поясом, 2 а = О - внутренний диаметр кожуха теплообменного аппарата, формула (5) принимает вид; где В - радиус центра тыльной стороны реше 0 О - внутренний диа та, см; Р - минимальное го давления, кг/см ; Р - эксплуатацион 5 торое рассчитан аппар Н - толщина трубн Способ осуществлязом.Сначала развальцовывают все трубы на 30 участках, примыкающих к лицевой поверхности трубной решетки, Затем по формуле (б) определяют радиус центральной круговой зоны, где возможна разгерметизация, В этой зоне производят дополнительную раэ вальцовку труб на участках, примыкающих ктыльной поверхности трубной решетки,П р и м е р, Теплообменные аппараты1200 ТУ - 16 - М 1 - О/6 - К имеют исполнение М 1, Для этого исполнения минимальное контакт ное давление (остаточное давление)Р = 184 кгс/см, Эксплуатационное давление Р = 16 кгс/см, Толщина трубной решетки Н =г7,6 см. Внутренний диаметр кожуха О = 120 см,5 Подставляя эти данные в (б), получ откуда радиус центральной зоны, где необходима развальцовка вторым поясом,50 В= 26 см,Это же значение получают из графика(сплошная линия, помещенная точками) при2 Н/О = 2 7,6/120=0,126.При гидроиспытаниях двух контроль 55 ных аппаратов давлением 20 кгс/см, раэвальцованных одним поясом, вцентральной зоне того же радиуса (26 см)зафиксированы соответственно 20 и 32 течи.1625554 5 0 В(0/2, где Р - диаметр решетки. в д 7 О/Ф О/8 ОР 4 Составитель И. Капитоновдактор О. Головач Техред М.Моргентал Корректор И,Муск аказ 244 Тираж 480 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Формула изобретения Способ крепления труб в трубных решетках теплообменников с 0-образными трубами, заключающийся в раэвальцовке труб на лицевой и тыльной сторонах трубной решетки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, на тыльной стороне решетки трубы развальцовываюттолько в центральной круговой зоне, радиус й которой находится в пределах