УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА

Полезная модель относится к оборудованию для опрессовки теплообменников с плавающей головкой, в частности для испытания корпуса теплообменника и соединений теплообменных труб с трубными решетками (без распределительной камеры, крышки плавающей головки и крышки корпуса) в сборе с двумя испытательными кольцами пробным давлением межтрубного пространства.
Полезная модель может быть использована в машиностроении при изготовлении теплообменников и в других отраслях, где используются и ремонтируются теплообменники, например, в нефте-газодобывающей промышленности.
Известно испытательное приспособление для теплообменных аппаратов с плавающей головкой, (см. ГОСТ Р 53677-2009 «Нефтяная и газовая промышленность. Кожухотрубчатые теплообменники. Технические требования», стр. 21, рис. 9) содержащее испытательное кольцо, прокладку, нажимной фланец, сальник и узлы фиксации в виде шпилек и гаек. Данное приспособление вполне приемлемо для использования в заводских условиях в процессе изготовления и испытания теплообменников или у потребителей при проведении испытаний без выполнения капитального ремонта пучка теплообменника. В этом случае, соосность плавающей трубной решетки и аппаратного фланца корпуса теплообменника со стороны плавающей головки находится в заданных проектом теплообменника пределах, вследствие чего установка испытательного приспособления обеспечивается без особых затруднений. При проведении капитального ремонта пучка теплообменника, когда производится его демонтаж из теплообменника, замена теплообменных трубок, а иногда и трубных решеток, опорных перегородок, а также при последующем монтаже пучка в теплообменник, не редко нарушается соосность плавающей трубной решетки и аппаратного фланца корпуса теплообменника со стороны плавающей головки. Поэтому, на месте эксплуатации теплообменника установить испытательное приспособление очень сложно, так как необходимо предварительно добиться соосности с использованием каких-либо устройств (подъемников, грузоподъемных кранов, ручных или электрических талей и т.д.).
Известно также приспособление для опрессовки (см. УДК 66.02/.08.002.72+66.02/.08.004.67 Ермаков В.И., Шеин В.С. Ремонт и монтаж химического оборудования: Учебное пособие для вузов. - Л.: Химия, 1981. - 368 с, ил, стр. 211, рис. 6.12), содержащее корпус, резиновую прокладку, фланец, закрепленный шпильками и гайками на корпусе теплообменника, прижимную втулку, резиновый шнур, выполняющий роль сальниковой набивки. Это приспособление имеет такие же недостатки, как и предыдущее.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому устройству является устройство для опрессовки теплообменников с плавающей головкой (АС СССР №252278, МПК B21 (ЗG 01m)), содержащее корпус, узел его фиксации на фланце теплообменника, нажимное кольцо, связанное с корпусом резьбовыми соединениями, и кольцо, обеспечивающее установку этого устройства в зависимости от длины трубного пучка. В этом устройстве узел фиксации корпуса представляет собой систему рычажно-винтовых прихватов, установленных на осях в кронштейнах, закрепленных во фланце теплообменника посредством шпилек, а нажимное кольцо связано при помощи накидных болтов, смонтированных на осях, закрепленных в ребрах, выполненных в этом корпусе. Данное устройство имеет сложную конструкцию, трудоемко в изготовлении и монтаже.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является исключение вышеуказанных недостатков, а именно повышение удобства монтажа и упрощения конструкции.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для опрессовки теплообменника с плавающей головкой, содержащем корпус, узлы его фиксации на аппаратном фланце теплообменника и кольцо, связанное с корпусом торцовыми резьбовыми соединениями и обеспечивающее установку устройства в зависимости от длины трубного пучка, последнее, установлено на корпусе с возможностью поперечного перемещения посредством регулируемых винтовых упоров, равномерно размещенных по окружности корпуса и контактирующих с боковой поверхностью кольца. Кольцо выполнено с возможностью радиального уплотнения соединения с плавающей трубной решеткой теплообменника и торцового уплотнения соединения с корпусом упругими кольцами. Часть сквозных отверстий в кольце, размещенных равномерно по окружности, выполнена со значительно большим диаметром относительно размера резьбы торцового резьбового соединения, это позволяет обеспечить поперечное перемещение кольца, предварительно связанного с корпусом торцовыми резьбовыми соединениями, чем и компенсировать несоосность плавающей трубной решетки и аппаратного фланца корпуса со стороны плавающей головки. Торцовое уплотнение соединения кольца с корпусом установлено между радиальным уплотнением и элементами торцового резьбового соединения. Такое конструктивное исполнение позволяет упростить конструкцию, обеспечить удобство установки устройства для опрессовки теплообменника с требуемой герметичностью и проводить испытания теплообменников при несоосности плавающей трубной решетки и аппаратного фланца корпуса со стороны плавающей головки.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид испытываемого теплообменника с плавающей головкой, а на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 разрез и элементы предлагаемого устройства.
Устройство для опрессовки теплообменника с плавающей головкой, содержит корпус 1, узлы его фиксации на аппаратном фланце теплообменника 2 и кольцо 3, обеспечивающее установку устройства в зависимости от длины трубного пучка, связанное с корпусом 1 торцовыми резьбовыми соединениями 4.
Кольцо 3 установлено на корпусе 1 с возможностью поперечного перемещения посредством регулируемых винтовых упоров 5, равномерно размещенных по окружности корпуса 1 и контактирующих с боковой поверхностью кольца 3 винтами 11. Кольцо 3 выполнено с возможностью радиального уплотнения соединения с плавающей трубной решеткой теплообменника 7 и торцового уплотнения соединения с корпусом 1 упругими кольцами 6 и 8 соответственно, причем при отсутствии радиальной канавки под упругое кольцо 6 в плавающей трубной решетке 7 радиальная канавка выполняется в кольце 3. Часть сквозных отверстий в кольце 3, размещенных равномерно по окружности, выполнена со значительно большим диаметром относительно размера резьбы торцового резьбового соединения 4, что позволяет обеспечить поперечное перемещение кольца 3, предварительно связанного с корпусом 1 торцовыми резьбовыми соединениями 4. Торцовое уплотнение 8 соединения кольца 3 с корпусом 1 установлено между радиальным уплотнением 6 и элементами торцового резьбового соединения 4. На боковой поверхности кольца 3 расположены строповочные элементы 9. Место соединения корпуса 1 и аппаратного фланца корпуса теплообменника уплотняется прокладкой 10.
Порядок монтажа и работы устройства следующий.
Предварительно снимаются крышки корпуса теплообменника со стороны распределительной камеры и плавающей головки, распределительная камера и крышка плавающей головки. Далее монтируется испытательное кольцо со стороны распределительной камеры, которое поджимает трубную решетку к аппаратному фланцу корпуса теплообменника с помощью резьбовых соединений. Затем монтируется предлагаемое устройство следующим образом. В уплотнительную поверхность корпуса 1 устанавливается, предварительно смазанная уплотнительной смазкой, прокладка 10. С помощью грузоподъемного устройства корпус 1 подводится через плавающую трубную решетку 7 к аппаратному фланцу теплообменника, центрируется с ним и соединяется узлами фиксации 2, после этого винты 11 регулируемых винтовых упоров 5 переводятся в крайнее верхнее положение. Затем измеряют длину выступающей части плавающей трубной решетки 7 и в зависимости от результатов измерения подбирают кольцо 3 так, чтобы последнее накладывалось на плавающую трубную решетку 7. В канавки плавающей трубной решетки 7 и кольца 3 устанавливают соответственно упругие кольца 6 и 8 и смазывают их уплотнительной смазкой. Далее производят строповку кольца 3 за строповочные элементы 9, после чего посредством грузоподъемного устройства заводят его на трубную решетку 7 до совмещения с торцовой поверхностью корпуса 1, совмещают увеличенные сквозные отверстия в кольце 3 с резьбовыми отверстиями в корпусе 1 таким образом, чтобы возможно было через них предварительно связать кольцо 3 с корпусом 1 торцовыми резьбовыми соединениями 4. После этого в совмещенные сквозные отверстия кольца 3 и резьбовые отверстия корпуса 1 устанавливают торцовые резьбовые соединения 4, выдерживая зазор Г в пределах от 5 до 10 мм. Затем винтами 11 регулируемых винтовых упоров 5 осуществляют перемещение кольца 3 в требуемом поперечном направлении до того момента, пока остальные отверстия в кольце 3 не совместятся с резьбовыми отверстиями корпуса 1 так, чтобы возможно было установить оставшиеся резьбовые соединения 4. Таким образом добиваются соосности плавающей трубной решетки 7 и аппаратного фланца корпуса теплообменника и устанавливают оставшиеся торцовые резьбовые соединения 4, после чего производят окончательную затяжку всех торцовых резьбовых соединений 4. Далее проводят опрессовку теплообменника. Демонтаж устройства осуществляется в обратном порядке.
Таким образом, конструкция предлагаемого устройства позволяет обеспечить удобство его установки с требуемой герметичностью и проводить испытания теплообменников при несоосности плавающей трубной головки решетки и аппаратного фланца корпуса теплообменника со стороны плавающей головки, нередко возникающей после капитального ремонта пучка теплообменника, на месте эксплуатации теплообменника.