半圆管反应釜的工作原理

随着生产趋向大型化和规模化发展，反应釜逐渐向大型化发展，其直径加大，简体加长。特别是承受外压反应釜内筒体壁厚的增加，给设计、制造增加了难度，同时也提高了反应釜的制造费用，又不利于传热。 而采用半圆管夹套结构的反应釜，即可改善以上所述的情况，又可改善反应釜的受力情况，使反应釜内简体的壁厚减薄。

该厂大部分“U”夹套结构反应釜为常压操作，而“U”型夹套内常通 人0．3MPa-0.6MPa的蒸汽加热，按《压力容器安全技术监察规程》划分， 为第一类(D1级)压力容器。有些反应釜内是冷～热间隔操作的，有时夹 套会出现使用冷冻盐水降温后再通入蒸汽的工况，这样一旦误操作会发生冷冻盐水流失，造成浪费。采用双螺旋半圆管夹套，使冷冻盐水和蒸汽各行其道，可以彻底杜绝传热介质掺混和流失的问题。鉴于以上原因，我们对该厂的这一类型设备进行了更新和改造， 设计了半圆管夹套来代替“U”型夹套。

从半圆管夹套容器的受力分析来讲，容器内筒受外压，半圆管夹套受内压，内简体外壁缠绕的螺旋半圆管夹套可视为外压加强圈，由于其间距较密、均匀，因而外压计算长度较小，定性分析是安全的。可以降低内简体的壁厚。具体的设计、计算详见GB150—1998(钢制压力容器》HG/T20569L_1994(机械搅拌设备》及化工设备设计全书《搅拌设备设计》 中的相关内容。通过计算结果来看，不管是外压筒体的壁厚，还是半圆管夹套的壁厚都得到了减薄，在综合考虑腐蚀裕度、最小壁厚以及制造方面的原因后，适当的增加壁厚，这在工程设计上是安全的。

从内筒体缠绕半圆管夹套的整体布局方面，为保证传热面积大，应尽量在内简体及封头上布满半圆管夹套。

半圆管夹套的节距除按规定选择外，还要依据内简体的壁厚、半圆管夹套的壁厚以及焊接加工工艺等方面综合考虑确定。为使传热面积加大，半圆管夹套的节距应尽量减小，考虑到焊接热影响区、施焊、打磨、 焊缝无损检测、返修等因素，半圆管夹套的外壁的间隙一般情况下取 20-30mm。

半圆管夹套上引出的进、出管口结构。其端板与内简体及半圆管夹套的焊缝必须采用全焊透结构，并且做PT-I或M．r-I无损检测。 半圆管夹套缠绕在内简体的加工、制造、焊接是比较方便的，但用同样的方法加工、制造、焊接在封头上是比较困难的。因为封头的外表面是一个曲面，而半圆管夹套的壁厚较薄，煨弯缠绕后易发生摺皱，环向断面发生变形。另外，半圆管夹套边缘处与封头的外表面间隙过大， 不易保证，这些问题已在加工制造中得到了证实。所以在结构设计上对此进行了改造，在保证换热面积的情况下，在封头上采用无缝钢管盘绕在外表面上，且与封头进行双面角焊。