半圓管反應釜的工作原理

隨著生產趨向大型化和規模化發展，反應釜逐漸向大型化發展，其直徑加大，簡體加長。特別是承受外壓反應釜內筒體壁厚的增加，給設計、制造增加了難度，同時也提高了反應釜的制造費用，又不利于傳熱。 而采用半圓管夾套結構的反應釜，即可改善以上所述的情況，又可改善反應釜的受力情況，使反應釜內簡體的壁厚減薄。

該廠大部分“U”夾套結構反應釜為常壓操作，而“U”型夾套內常通 人0．3MPa-0.6MPa的蒸汽加熱，按《壓力容器安全技術監察規程》劃分， 為第一類(D1級)壓力容器。有些反應釜內是冷～熱間隔操作的，有時夾 套會出現使用冷凍鹽水降溫后再通入蒸汽的工況，這樣一旦誤操作會發生冷凍鹽水流失，造成浪費。采用雙螺旋半圓管夾套，使冷凍鹽水和蒸汽各行其道，可以徹底杜絕傳熱介質摻混和流失的問題。鑒于以上原因，我們對該廠的這一類型設備進行了更新和改造， 設計了半圓管夾套來代替“U”型夾套。

從半圓管夾套容器的受力分析來講，容器內筒受外壓，半圓管夾套受內壓，內簡體外壁纏繞的螺旋半圓管夾套可視為外壓加強圈，由于其間距較密、均勻，因而外壓計算長度較小，定性分析是安全的。可以降低內簡體的壁厚。具體的設計、計算詳見GB150—1998(鋼制壓力容器》HG/T20569L_1994(機械攪拌設備》及化工設備設計全書《攪拌設備設計》 中的相關內容。通過計算結果來看，不管是外壓筒體的壁厚，還是半圓管夾套的壁厚都得到了減薄，在綜合考慮腐蝕裕度、最小壁厚以及制造方面的原因后，適當的增加壁厚，這在工程設計上是安全的。

從內筒體纏繞半圓管夾套的整體布局方面，為保證傳熱面積大，應盡量在內簡體及封頭上布滿半圓管夾套。

半圓管夾套的節距除按規定選擇外，還要依據內簡體的壁厚、半圓管夾套的壁厚以及焊接加工工藝等方面綜合考慮確定。為使傳熱面積加大，半圓管夾套的節距應盡量減小，考慮到焊接熱影響區、施焊、打磨、 焊縫無損檢測、返修等因素，半圓管夾套的外壁的間隙一般情況下取 20-30mm。

半圓管夾套上引出的進、出管口結構。其端板與內簡體及半圓管夾套的焊縫必須采用全焊透結構，并且做PT-I或M．r-I無損檢測。 半圓管夾套纏繞在內簡體的加工、制造、焊接是比較方便的，但用同樣的方法加工、制造、焊接在封頭上是比較困難的。因為封頭的外表面是一個曲面，而半圓管夾套的壁厚較薄，煨彎纏繞后易發生摺皺，環向斷面發生變形。另外，半圓管夾套邊緣處與封頭的外表面間隙過大， 不易保證，這些問題已在加工制造中得到了證實。所以在結構設計上對此進行了改造，在保證換熱面積的情況下，在封頭上采用無縫鋼管盤繞在外表面上，且與封頭進行雙面角焊。