换热器的结构设计- 2资料.ppt

* 应尽量使各管程的换热管数大致相等，其相对误差（ΔN）应控制在10％以内，最大不得超过20％。ΔN=[ Ncp-Nmin(max) /Ncp] ×100％ 分程隔板槽形状简单以利加工，密封面长度较短，减少泄漏。 程与程之间的温度相差不易过大，一般温差不超过10℃（50℉）。 管程分程时应注意的问题 * Qust ——管壳式换热器设计 * （4）分程隔板槽槽深宜不小于4mm，这主要考虑采用石棉橡胶板或金属包垫，采用缠绕垫时，槽深应大于4mm。 分程隔板槽槽宽一般为12mm，当分程隔板厚度大于10mm时，密封面处应削至10mm。 分程垫片转角处一定要有R（见下图），不然垫片很易断裂。R≤b（b为分程隔板槽转角处的倒角）。 强度胀 强度焊 胀焊并用 连接方法 保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接 强度胀 设计压力≤4.0MPa； 设计温度≤300℃； 操作中无剧烈振动、无过大温度波动， 及无明显应力腐蚀等场合。 应用 注意：管子硬度一般须低于管板硬度，若达不到，可进行管头退火处理 非均匀胀接，机械滚珠胀接 均匀胀接，液压、液袋、橡胶与爆炸胀接 胀接方法 胀接的结构形式 带有锯齿和沟槽的胀接多用于压差较大时，管壁能承受的推力或拉力比平头高上2倍以上； 需要采用复合管，推荐用沟槽或者锯齿形，而且管子末端做成喇叭口或者翻边口。 常用的几种胀接方法 机械滚胀 液压胀接 爆炸胀接 橡胶胀接 利用胀管插入管内，通过滚动使管子扩大来达到胀接目的，所需的设备简单，操作灵活方便，是应用最广泛的一种胀接法。但是，机械胀劳动强度大，且胀接质量与操作熟练程度有很大的关系，质量难以保证。在高压厚管板和厚壁管的胀管，小口径管子的胀管及壁厚小于1mm的薄壁管胀管表面，均受到限制。 机械滚胀 在液压的作用下使管子胀大与管孔壁紧贴在一起。它有一个胀杆，两端有密封圈, 插入管内, 在管内径和胀杆外径间形成一个很小的封闭间隙, 通过静高压使管子产生塑性变形, 使其紧贴在管板孔上而达到胀接目的。 液压胀接 爆炸胀接利用高能源的炸药, 在爆炸的瞬间产生冲击波的巨大压力, 使管子产生高速塑性变形, 把管子与管板胀接在一起。爆炸胀接所用的设备简单, 劳动强度小, 爆炸技术也简单,容易掌握, 成本较低, 是一项有发展前途的工艺。 爆炸胀接 图 3-8 多孔管板爆炸胀管示意图 橡胶胀接利用圆柱形软质橡胶件为主要胀管介质, 当加载拉杆向橡胶胀管介质施加拉力, 使橡胶胀管介质受轴向压力而产生轴向压缩和径向膨胀, 形成数值很大的胀管压力, 使管子产生塑性变形而紧贴在管板孔壁上。 橡胶胀接 胀接结构简单，换热管换修简便。但胀接管端处在胀接时产生塑性变形，存在着残余应力，当温度上升时，残余应力会逐渐下降或消失，使管端处结合力降低致密封失效而泄漏。胀接结构设计温度不得大于300℃。 换热管材料的硬度值一般低于管板的硬度值。若达不到，可进行管头退火处理，但有应力腐蚀时，不能采用管端局部退火来降低换热管硬度。 外径小于14mm的换热管，不宜采用胀接。 注意事项 * Qust ——管壳式换热器设计 * 管孔表面的粗糙度对胀管质量有影响，表面粗糙，可产生较大摩擦力，胀接后不易拉脱，但易发生泄漏；孔表面光滑易拉脱，但不易发生泄漏。 为保证结合面不产生泄漏现象，结合面上不允许存在纵向槽痕。 管孔与换热管之间的孔隙大小，对胀管质量也有影响，在强度胀接中，根据不同材料、管孔和换热管尺寸，确定一个合适的胀度K，其控制值见下表，一般用管壁减薄率表示胀度。 注意事项 * Qust ——管壳式换热器设计 * * Qust ——管壳式换热器设计 * 胀接时的结构尺寸： 最小胀接长度：管板的名义厚度减去3mm后与50mm二者的最小值。 强度胀接有关尺寸 mm 换热管外径d 14 19 25 32 38 45 57 伸出长度l1 3＋2 4＋2 5＋2 槽深k 不开槽 0.5 0.6 0.8 开槽的相关形式见GB151-1999 保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。 强度焊 特点 结构管孔不开槽，换热管端不须退火，加工简便，而且焊接连接强度高，换热管易更换，适用的压力、温度范围不受限制。 适用范围如下：可用于GB151规定的设计压力，但不适用于有较大振动及有间隙的场合。 优点 焊接结构强度高，抗拉脱力强度高。 高温下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力。 泄露处可补焊和更换。 焊后，管子与管板中存在残余热应力和应力集中， 运行时可能引起应力腐蚀与疲劳破坏； 缝隙腐蚀 除较大振动和缝隙腐蚀场合外，该方法应用广泛; 薄管板不能胀，只能焊。 缺点 应用 用于整体管板 用于