过程装备制造与检测——第八篇典型压力容器.ppt

第Ⅱ篇 过程装备制造工艺 8 典型压力容器 四、换热器的基本类型 特点：1、传热效率高 2、结构紧凑、质量轻，对于铝制板翅式换热器而言，单位体积的传热面积为1500～2500m2/m3，相当于管壳式换热器的8－20倍，重量仅为相同换热面积的管壳式换热器的1/10。3、适应范围广，4、制造工艺复杂，要求严格。5、容易堵塞，清洗和检修较困难，若因腐蚀产生内漏，则很难修理。 优点：结构简单，造价低，操作管理方便，蛇管内可承受高压，还可用在传热面积不大的反应釜内作换热构件。 缺点：通常容器内的流体流速很低，故管外给热系数小，加之容器内各处温度大致接近，因而平均温差不大，所以换热效果差，设备笨重，不适于作为需要换热面积很大的换热设备。 套管式换热器是将传热管（内管）以同心圆状插入外管中，它的传热面积是由成组排列的管子所组成，从上到下、从左至右由许多U形弯头连接在一起，然后采用角钢或槽钢焊成支架，组装而成。套管式换热器一般适用于传热面积较小的场合，它比同样传热面积的管壳式换热器所需的空间容积要大，但其结构简单，制造方便等优点而广泛的用作冷却装置。 ◆ 换热器的型号 ××× DN — -- A-- -- --Ⅰ或Ⅱ 管束的级别 管程/壳程数，单壳程时只写Nt 公称长度/换热管外径，m 公称换热面积 管程/壳程设计压力，MPa；压力相等时只写pt 公称直径，mm； 分别表示前端管箱、壳体、后端结构形式 胀管结束後： 管板孔边缘弹性回复，挤压管端并贴紧。 胀焊并用 克服了单纯的焊接及胀接的缺点，主要优点是： 连接紧密，提高抗疲劳能力； 消除间隙腐蚀和应力腐蚀； 提高使用寿命。 施工方式：先胀後焊；先焊後胀。 胀接——贴胀；强度胀。 焊接——密封焊，强度焊。 根据不同情况具体制定施工工艺。 适用范围：换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力≤4MPa，设计温度≤300℃，且无特殊要求的场合。 原因：温度升高，残余应力减小，使管子与管板间的胀接密封性能、紧固性能都下降，故设计温度≤300℃ 。 要求管板硬度大于管子硬度，否则将管端退火后再胀接。 胀接时管板上的孔可以是光孔，也可开槽(开槽可以增加连接强度和紧密性)。 （二）焊接 优点：在高温高压条件下，焊接连接能保持连接的紧密性，管板加工要求可降低，节省孔的加工工时，工艺较胀接简单，压力较低时可使用较薄的管板。 缺点：在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀开裂和疲劳破裂，同时管子、管板间存在间隙，易出现间隙腐蚀。 图7-16 焊接间隙示意图 管板 间隙 换热管 强度低 强度高 减小焊接应力 （三）胀焊并用 胀焊并用连接主要有： 强度焊＋贴胀………………先焊后胀 强度胀＋密封焊………………先胀后焊 概念解释：密封焊—不保证强度，只防漏； 强度焊—既防漏，又保证抗拉脱强度； 贴胀—只消除间隙，不承担拉脱力； 强度胀—既消除间隙，又满足胀接强度。 目前，先焊后胀与先胀后焊两派学说仍处于争议之中。 七、管程的分程及管板与隔板的连接 当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太长时，就得增大壳体直径，排列较多的管子。此时，为了增加管程流速，提高传热效果，须将管束分程，使流体依次流过各程管子。 （一）分程原因 （二）分程原则 （三）分程隔板 图7-21 双层隔板与管板的密封 ①各程换热管数应大致相等； ②相邻程间平均壁温差一般不应超过28℃； ③各程间的密封长度应最短； ④分程隔板的形状应简单。 图7-22 单层隔板与管板的密封 隔板 管板 封头 隔板 管板 （四）分程方式 表7－2　管程布置表 （一）工艺计算 八、管壳式换热器设计内容 选型；确定管、壳程；通过化工工艺计算，确定换热器的传热面积，同时选择管径、管长，决定管数、管程数和壳程数 。 （二）机械设计 1）壳体直径的决