管壳式换热器 gb151讲义

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1、管壳式换热器GB151-1999一.适用范围1.型式固定——Pt、PS大，△t小浮头、U形——Pt大，△t大一般不用于，易燃爆，有毒，易挥发和贵重介质。结构型式：外填料函式、滑动管板填料函、双填料函式（径向双道）2.参数。参数超出时参照执行。DN:板卷按内径，管制按外径。3.管束精度等级——仅对CS，LAS冷拔换热管Ⅰ级——采用较高级，高级精度（通常用于无相变和易产生振动的场合）Ⅱ级——采用普通级精度（通常用于再沸，冷凝和无振动场合）不同精度等级管束在换热器设计中涉及管板管孔，折流板管孔的加工公差。GB13296不锈钢换热管，一

2、种精度，相当Ⅰ级；有色金属按相应标准。4.不适用范围受直接火焰加热、受核辐射、要求疲劳分析、已有其它行业标准（制冷、造纸等）PD＜0.1MPa或真空度＜0.02MPa+二．引用标准1.压力容器安全技术监察规程——监察范围，类别划分等按管、壳程的各自条件划类，以其中类别高的为准，制造技术可分别要求。壳程容积不扣除换热管占据容积计，管程容积=管箱容积+换热管内部容积。壳程容积=内径截面积X管板内侧间长度。2.GB150-1998《钢制压力容器》——设计界限、载荷、材料及许用应力、各受压元件的结构和强度计算。3.有关材料标准。管材、板

3、材、锻件等4.有关零部件标准。封头、法兰（容器法兰、管法兰）紧固件、垫片、膨胀节、支座等三．设计参数1.有关定义同GB1502.设计压力Mpa分别按管、壳程设计压力，并取最苛刻的压力组合（一侧为零或真空）。管板压差设计仅适用确能保证管、壳程同时升降压，如1）自换热2）PtPs均较高，操作又能绝对保证同时升降压。3．设计温度℃0℃以上，设计温度最高金属温度。0℃以下，设计温度最低金属温度。（一般可参照HG20580《设计基础》）应力计算用*对气-气或液-液可近似取管、壳程介质平均温度的平均值。其它按估算。**可近似取壳程介质平均温

4、度。外有保温或流体温度近似等于环境温度4.腐蚀裕量C2（仅对管，壳程均匀腐蚀）年腐蚀率×设计寿命mm<0.050.05~0.130.13~0.25>0.250≥1≥2≥3对换热器设计寿命通常考虑8~10年（对炼油设备或有磨蚀的C2较上表大）压缩空气、水蒸汽、水对CS、LAS≮1mm,双面考虑的元件——管板、浮头法兰、浮头盖、钩圈，管板、平盖的槽深作C2或加差值。(槽深与C2取大值)不另考虑C2的元件——换热管*、拉杆、定距管、折流板、支持板等。*流动性较好腐蚀相对轻，换热元件要求给热系数α小，管头胀接不宜过厚。5.许用应力CS、

5、LAS、SS按GB150，有色金属按GB151附录D。铝、铜及其合金nb=4、ns=1.5钛及其合金nb=3、ns=1.5复合板结合率≥B2级，可计入复层6.焊接接头系数CS、LAS、SS按GB150，有色金属按GB151附录D，管板——圆筒环向接头，用氩弧焊打底或有垫板焊接Φ=0.6。7.换热面积m2管束外表面积，L——管板内侧有效长度。U形管一般不包括弯管段面积。8.换热器公称长度m9.压力试验、气密试验气密试验常用于易燃、极度、高度毒性介质或管、壳介质互漏时会有严重危害（例如加重腐蚀、引起爆炸、影响产品质量、催化剂中毒、吸

6、附剂粉化等）。试验压力值同GB150管板按压差设计时，须规定管、壳程升、降压的具体压差值，A法：100%NH3，2~3KPaB法：10~30%，NH3，0.15~1.0MpaC法：1%NH3，1~1.05PD四.材料1.CS、LAS、SS按GB1502.有色金属按GB151附录D1)铝和铝合金≤8Mpa，-269～200℃，对>65℃不宜用含Mg>3%的Al-Mg合金*，2)铜和铜合金纯铜≤150℃，铜合金≤200℃3)钛和钛合金纯钛≤300℃，钛合金≤350℃*Mg在Al中的室温溶解度0.34%，极限溶解度14.9%，Mg含量

7、较高，会在晶间析出β相（Mg2Al3,Mg8Al5）,在某些介质中会产生应力腐蚀敏感性，只有在65℃以下不会产生。析出相过多也会降低冲击韧性。3.锻件1)带凸肩与圆筒或管箱对接焊的管板，2)厚度>60mm的管板，3)形状复杂的管板4)锻件级别≥Ⅱ级。4.复合材料1)筒体、封头复合板（轧制、爆炸复合）2)管板、平盖复合或堆焊，堆焊分2层，第1层打底后热处理.3)轧制复合不锈钢管板Ⅰ级，平盖Ⅲ级,爆炸复合管板≥B1级，平盖B3级。（贴合率与剪切强度指标不同）5.换热管通常用无缝管，附录C的SS有缝管用于PD≤6.4Mpa，非极度危害

8、介质，并考虑接头系数0.85。五.设计1.管箱1)管箱深度a)轴向开孔开孔中心处最小深度≥dib)侧向开孔满足元件焊接距离要求c)对多管程管箱、相邻两程之间最小流通面积≥每程换热管流通面积的1.3倍1)平盖厚度（用于平盖管箱）a)无分程隔板（强度条件）操作时预紧