2.2.1 技術參數
工作壓力(MPa):33,設計壓力(MPa):35;
工作溫度(℃):90,設計溫度(℃):180;
介質:水;
腐蝕裕量(mm):1;
焊接接頭系數(筒體/封頭):0.85/1;
使用年限:10年。
2.2.2 結構設計
產品結構由筒體、U形電熱管、進(出)液口、密封蓋、外凸部、焊接部、接線腔、加熱腔、進(出、中間)液折流板、中心支撐管、溫度探測管、動力(溫度控制)布線口、排液口、加熱器底座、法蘭盤組成。
筒體一端開口,另一端封閉的圓形;筒體內部設有6對U形電熱管;筒體上側壁分別設有進、出液口,下側壁設置排液口;筒體開口端與密封蓋焊接連接;密封蓋與筒體開口端相連接的一端包括外凸部和焊接部;外凸部呈圓柱形并對應插入同體內部,外凸部外徑與筒體內徑相匹配;焊接部與筒體開口端面相對應,焊接部與筒體開口端面之間經焊料焊接連接;密封蓋內部設置布線接線腔,密封蓋與筒體內壁之間形成液體加熱腔;U形電熱管接線端穿過密封蓋并延伸進入接線腔,U形電熱管的管身與密封蓋密封焊接;筒體內部豎直設有若干折流板;進(出、中間)液折流板均與水平中心支撐管固定連接,中心支撐管一端與密封蓋固定連接,液體加熱腔設置3塊及以上折流板,相鄰折流板一上一下交錯設置。溫度探測器置于加熱腔內,密封蓋側面分別設有動力、溫度控制布線口。筒體通過加熱底座進行支撐。密封蓋的另一端設置用于與基座固定連接的法蘭盤。
2.2.3 材料
主要受壓元件材料:16MnⅢ,16Mn;
筒體:無縫鋼管,壁厚δ≥25mm;
電熱管:316L不銹鋼,壁厚δ≥1.5mm。
2.3 制造工藝
2.3.1 焊接
現有技術,筒體通過法蘭密封蓋固定連接,在高溫高壓狀態(tài)下,依然存在難以承受被加熱流體的高溫高壓風險。筒體開口端與密封蓋直接焊接為一體,徹底根除了二者之間因密封問題而導致介質泄漏,壓力下降。
2.3.2 加工
筒體另一端為圓形。采用16MnⅢ金屬材料,鍛打后進行淬火+回火,再切割加工成形,并與筒體(16Mn,正火)形位公差吻合,用J507焊條焊接成完整筒體。
2.3.3 試驗
液壓(MPa):46;3min無泄漏。
2.3.4 檢測
無損檢測。筒體、封頭按JB/T4730.2—2005要求檢測,級別:RT-Ⅱ,等級AB。
2.4 工作原理
從進液口進入的待加熱流體依次經過進液折流板、中間折流板、出液折流板,沿著特定流道帶走了U形電熱管的熱量,使熱量得到充分傳遞,熱效率≥85%。熱流體在高壓下進入出液口流向所需工段。
2.5 功能
加速熱流體輸送,清淤并預防管道結垢。
2.6 效果
由于筒體開口端與密封蓋之間固定焊接,U形電熱管的管身與密封蓋焊接連接,密封性能可靠,避免了筒體開口端因法蘭連接導致密封性能差的弊端,突破了能承受被加熱流體產生的高壓(33MPa)技術瓶頸;在核電高壓無泄漏、煉油管道、防結垢應用中取得了成功。該技術獲得了國家授權專利(ZL2015 2 0258596.5),它對解決石化等行業(yè)中有機物、氣體高壓加熱、清洗管道結垢等具有技術領引作用。