换热器设计2013讲述.ppt

高强度膨胀节 用于压力3.75MPa. 2流程安排 确定壳程与管程流体的安排原则： A 结垢－易结垢，易清洗； B 流速高走管程； C 腐蚀介质走管程； D 压力高走管程； E 饱和蒸汽冷凝走壳程； F 粘度大走壳程。 3 注意事项 A 流体流动空间选择 压力、洁净度、温度、流量、腐蚀性 B 流速选择 传热有利与操作费用 C 程数的选择 D 必须遵守GB151及其它标准的规定 E 正确确定金属温度和设计温度。 第二节 换热器设计要点 2 GB151内容简介 适用范围 A 适用于固定管板换热器、浮头式、U形管 式和填料函式换热器。 DN≤2600mm PN≤35MPa 下列不适用： 直接火焰加热；受核辐射；作疲劳分析的； 其它行业管理的，如制冷、制糖、造纸、饮料行业的换热器。 B 主要内容 1 范围 2 引用标准 3 总则 4 材料 5 设计 6制造、检验与验收 7安装、试车和维护 附录A 低温管壳式换热器 附录B 换热管与管板接头的焊接工艺评定 附录C 换热管用奥氏体不锈钢焊接钢管 附录D 有色金属设计数据 附录E 管束振动 附录F 壁温计算 附录G 管板与圆筒、管箱的连接 附录H 垫片 附录J 换热管特性表 附录K 壳体与管束间的入口或出口面积的计算 第三节 管壳式结构设计要点 1 管束分程 增大传热面，提高流速，降低温差应力。 管程一般为偶数，但不宜过多。 夸程温差最大值不宜超过28℃。 2壳程分程 E 型壳程单程，管程单程或多程； F 型双壳程，最适合双管程逆流传热； G、H型同属双壳程，降低壳程压力降，用于再沸器，防止轻组分闪蒸，增强混合。 3 管子与管子排列方式 4 管板 分隔管程、壳程，排管，重要元件。 A 材料 低碳钢、低合金钢、合金钢、不锈钢、复合钢板。 锻件，超声检验。 B 结构 只与壳体连接； 延长部分兼作法兰； 浮头式管板； U形管的管板 双管板； 杜绝管、壳程介质混合，防止由此造成的腐蚀、燃烧、爆炸、自聚、污染或影响产品质量。 高温高压换热器管板： 挠性管板、椭圆和蝶形 管板、薄管板 管板有效厚度： 管板有效厚度为隔板槽底部的厚度减去下列二者的厚度之和： （1）管程腐蚀裕量超出隔板槽深的部分； （2）壳程腐蚀裕量与结构开槽深度二者中的较大值。 管板的计算厚度不得大于整体管板的有效厚度。 管板的最小厚度为在制造和结构方面具有刚度之厚度，不包括腐蚀裕量。胀接时，管板最小厚度如下。 管板与换热管焊接的复合管板的复层厚度不小于3mm,采用全胀连接的复合管板，复层最小厚度不小于10mm。 5 换热管与管板的连接 连接不好介质混合、爆炸、燃烧、腐蚀… 原因： 应力松弛、接头腐蚀、管束振动接头疲劳、残余应力引起应力腐蚀与疲劳、温度波动引起疲劳。 主要连接方式： A强度胀 胀接方法：机械、液压、爆炸。 A 胀接结构型式 B 强度焊 加工简便，连接强度好，适合高温高压，抗拉脱。 不适合有较大振动与间隙腐蚀的场合。 强度焊适用场合： （1）温度、压力高； （2）接头严密不漏； （3）管间距太小，无法胀接； （4）薄管板。 C 胀焊并用 适用范围 密封性能要求高；承受振动和疲劳载荷； 有间隙腐蚀；采用复合钢板。 型式 强度胀加密封焊－胀接承受拉脱力，焊接保证密封。 强度焊加密封胀－焊接承受拉脱力，胀接消除间隙。 顺序：先焊后胀（胀用润滑油，影响焊接） 结构 强度焊加贴胀 6 管板与壳体的连接 固定管板换热器，不可拆焊接结构； 浮头、U形管和填料函，可拆连接，管板夹持于壳体与管箱之间，便于抽出管束进行清洗与维修。 固定管板换热器，管板与壳体的连接方法有两种： 延长部分兼作法兰的管板； 不带法兰的管板。 ※对于无法进行无损检测的固定管板换热器壳程圆筒的环向焊缝接头，当采用氩弧焊打底或沿焊接接头根部全长有紧贴基本金属的垫板时，其焊接接头系数φ＝0.6。 可拆连接 7 折流板、支持板和折流杆 （1）折流板 型式 纵向隔板 弓形折流板几何参数： 切口尺寸：20％切口最为适宜。 板间距：管间流动面积与切口处的有效流动面积近似相等。 最小间距一般不小于圆筒内径的五分之一，且不小于50mm； 20％切口对应板间距为壳体直径的三分之一。 布置： 等间距布置，管束两端的折流板尽可能靠近壳程进出口接管。 卧式、壳程为单相清洁流体，缺口水平上下布置，若气体中含有少量液体，缺口朝上的折流板的最低处开通液口；若液体中含有少量气体，缺口朝下的折流板最高处开通气口。 卧式换热器、冷凝器和重沸器的壳程介质为