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wendangwang.com/ 本文档下载自文档下载网,内容可能不完整,您可以点击以下网址继续阅读或下载: http://www.wendangwang.com/doc/904fe6dd6e5055ffe4ce484c 热交换器标准 热交换器 热交换器 第一部分GB151-2014 . 修改了标准名称,扩大了标准适用范围: .1提出了热交换器的通用要求,也就是适用于其他结构型式热交换器.并对安装、使用等提出要求. 1.2规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准. 2. 范围: X《热交换器》规定公称直径范围(DN≤4000mm,原为2600mm)、公称压力(PN≤35MPa)及压力和直径乘积范围(PN&

#215;

DN≤2.7&

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104,原为1.75&

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104).并且管板计算公式推导过程的许多简化假定不符合.也给制造带来困难.TEMA控制壳体壁厚3(76mm)、双头螺柱最大直径为4(102mm). 3.术语和定义 .1公称直径DN .1.1卷制、锻制、圆筒 以圆筒内直径(mm)作为换热器的公称直径. 3.1.2钢管制圆筒 以钢管外径(mm)作为换热器的公称直径. 3.2公称长度LN 以换热管的长度(m)作为换热器的公称长度,换热管为直管时,取直管长度;

换热管为U形管时,取U形管的直管段长度. .3换热面积A 3.3.1计算换热面积 换热面积是以换热管外径为基准,以二管板内侧的换热管长度来计算换热面积,计算得到的管束外表面积(m2);

对于U形管换热器,一般不包括U形管弯管段的面积.当需要把U形弯管部分计入换热面积时,则应使U形端的壳体进(出)口安装在U形管末端以外,以消除U形管末端流体停滞的换热损失. .3.2公称换热面积 公称换热面积是将计算面积经圆整后的换热面积(m2),一般取整数. 4.工艺计算(新增加) .1设计条件(用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出工艺设计条件),内容包含 4.1.1操作数据:包括流量、气相分率、温度、压力、热负荷等;

.1.2物性数据:包括介质密度、比热、粘度、导热系数或介质组成等;

4.1.3允许阻力降;

.1.4其他:包括操作弹性、工况、安装要求(几何参数、管口方位)等. 4.2选型应考虑的因素 .2.1合理选择http://www.wendangwang.com/doc/904fe6dd6e5055ffe4ce484c热交换器型式及基本参数,满足传热、安全可靠性及能效要求;

4.2.2考虑经济性,合理选材;

.2.3满足热交换器安装、操作、维修等要求. 4.3计算 热交换器工艺计算时应进行优化,提高换热效率,满足工艺设计条件要求.需要时管壳式热交换器还应考虑流体诱发振动. 5.设计参数 .1压力 .1.1压差设计 同时受管、壳程压力作用的元件,当能保证制造、开停工、及维修时都能达到按规定压差进行管、壳程同时升、降压和装有安全装置时,方可按元件承受的压差设计. .1.2真空设计 真空侧的设计压力,应按GB150的规定,当元件一侧受真空作用,另一侧受非真空作用时,其设计压力应为两侧设计压力之和,即为最苛刻的压力组合. .1.3试验压力 试验压力pT=1.25[σ]/[σ]t,当容器元件所用材料不同时,应取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中最小者. 外压容器和真空容器以内压进行压力试验. )当ptps时,壳程试验压力按管程试验压力. 5.2温度 .2.1设计温度 换热器在正常的工作情况下,设定的元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值),它与设计压力一起作为设计载荷条件,设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度,对于0℃以下的金属温度,设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度. 管程设计温度是指管程的管箱设计温度.非换热管的设计温度. 对于同时受两程温度作用的元件可按金属温度确定设计温度,也可取较高侧设计温度. 在任何情况下元件金属的温度不得高于材料允许使用的温度. 5.2.2元件金属温度确定. 5.2.2.1传热计算求得 1)换热管壁温tt 热流体热量通过管壁传给冷流体(图1).换热管壁温tt tth ttc (1)http://www.wendangwang.com/doc/904fe6dd6e5055ffe4ce484c

2 )壳体圆筒壁温ts 图1 壳体圆筒壁温计算与换热管壁温相同,不同的地方圆筒外为大气温度,有保温的基本是圆筒外壁温度. 5.2.2.2已使用的同类换热器上测定 .2.2.3根据介质温度并结合外部条件确定. 6. 厚度附加量 .1钢材厚度负偏差 6.2腐蚀裕量的规定 根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定. 各元件受到的腐蚀程度不同时,可采用不同的腐蚀裕量,(表1). 表1 [此处图片未下载成功] 6.3腐蚀裕量的考虑原则 .3.1各元件受到的腐蚀程度不同时,可采用不同的腐蚀裕量. .3.2考虑两面腐蚀的元件:管板、浮头法兰、球冠形封头、分程隔板. .3.3考虑内表面腐蚀的元件:管箱平盖、凸形封头、管箱、壳体、容器法兰和管法兰的内径面上. 6.3.4管板和平盖上开槽时:当腐蚀裕量大于槽深时,要加上两者的差值. .3.5不考虑腐蚀裕量的元件:换热管、钩圈、浮头螺栓、拉杆、定距管、拆流板、支持板、纵向隔板.当腐蚀裕量很大时也要考虑. .焊接接头分类(增加)与焊接接头系数. 对于换热管与管板连接的内孔焊,进行100%射线检测时焊接接头系数φ=1.0,局部射线检测时焊接接头系数φ=0.85,不进行射线检测时焊接接头系数φ=0.6. 8.泄露试验 泄露试验的种类和要求应在图样上注明. 9.材料和防腐 换热器用钢材除采用GB150.2中所规定的材料外,作为GB151换热器的零部件还需要作进一步考虑. 9.1管板、平盖 [此处图片未下载成功] 管板、平盖一般情况用锻件优于用钢板,但用锻件的成本要高很多,故在条件不苛刻时,用板材作管板、平盖依然很多.一http://www.wendangwang.com/doc/904fe6dd6e5055ffe4ce484c般规定如下: )钢板厚度δ>

60mm时,宜采用锻件. )带凸肩的管板、内孔焊管板和管箱平盖采用轧制板材直接加工制造时,碳素钢、低合金钢厚度方向性能级别不应低于GB/T5313-2010(厚度方向性能管板)中的Z35级,并在设计文件上提出附件检验要求. )采用钢板作管板和平盖时,厚度大于50mm的Q245R、Q345R,应在正火状态下使用. 9.2复合结构的管板、平盖 管板、平盖可采用堆焊或爆炸复合结构,当管程压力不是真空状态时,平盖亦可采用衬层结构. 9.2.1堆焊结构 用堆焊制作的管板与平盖,其覆层与基层的结合是最好的,但堆焊的加工难度大,中间检验、最终检验及热处理的要求高,堆焊一般有手工堆焊和带极堆焊两种方法. (1)管板堆焊结构:其覆层完全可计入管板的有效厚度(以许用应力比值折算),与换热管连接采用强度焊时,有充分的能力来承受换热管的轴向剪切载荷. (2)常用带分程隔板槽管板堆焊结构见图2. 单管程不带分程隔板槽的管板堆焊层大于或等于8mm. [此处图片未下载成功] (a)正确结构图 (b)错误结构图 图2 (3)管板堆焊技术要求: 9.2.2爆炸、轧制复合板 管板和平盖采用的复合板等级要求见表2. 表2 [此处图片未下载成功] .2.3规定了不得使用的衬层复合结构: 9.2.4管板复合结构的评价 堆焊复合:其覆层完全可计入管板的有效厚度(以许用应力比值折算),与换热管连接采用强度焊时,有充分的能力来承受换热管的轴向剪切载荷. 爆炸复合:采用标准中1级的复合钢板时,覆层是否计入管板有效厚度由设计者自行决定(钛、铜覆层不能计入管板有效厚度内),但管板覆层与换热管的强度焊,可以承受换热管的轴向剪切载荷. .3有色金属 9.3.1铝及铝合金 (1)设计参数:http://www.wendangwang.com/doc/904fe6dd6e5055ffe4ce484cp≤16MPa,含镁量大于或等于3%的铝和铝合金,-269℃≤t≤65℃,其他牌号的铝和铝合金,-269℃≤t≤200℃;

(2)在低温下,具有良好的塑性和韧性;

(3)有良好的成型及焊接性能;

(4)铝和空气中的氧迅速生成Al2O3薄膜,故在空气和许多化工介质中有着良好的耐蚀性. 9.3.2铜和铜合金 (1)设计参数:p≤35MPa;

(2)纯铜:t≤200℃;

铜合金:一般的铜合金在200℃,但铁白铜管的性能稳定,可用到400℃. (3)具有良好的导热性能及低温性能;

(4)具有良好的成型性能,但焊接性能稍差. 9.3.3钛和钛合金 (1)设计参数:p≤35MPa,t≤315℃,钛―钢复合板t≤350℃;

(2)密度小(4510kg/m3),强度高(相当于Q245R);

(3)有良好的低温性能,可用到-269℃;

(4)钛-钢........