I. Classificació de l'intercanviador de calor:
L'intercanviador de calor de carcassa i tub es pot dividir en les dues categories següents segons les característiques estructurals.
1. Estructura rígida de l'intercanviador de calor de carcassa i tub: aquest intercanviador de calor s'ha convertit en un tipus de tub i placa fixa, normalment es pot dividir en una gamma d'un sol tub i una gamma de diversos tubs de dos tipus.Els seus avantatges són l'estructura simple i compacta, barata i àmpliament utilitzada;El desavantatge és que el tub no es pot netejar mecànicament.
2. Bescanviador de calor de carcassa i tub amb dispositiu de compensació de temperatura: pot fer que la part escalfada de l'expansió lliure.L'estructura del formulari es pot dividir en:
① Bescanviador de calor tipus capçal flotant: aquest intercanviador de calor es pot expandir lliurement en un extrem de la placa del tub, l'anomenat "cap flotant".S'aplica a la paret del tub i la diferència de temperatura de la paret de la closca és gran, l'espai del paquet de tubs sovint es neteja.No obstant això, la seva estructura és més complexa, els costos de processament i fabricació són més elevats.
② Bescanviador de calor de tub en forma d'U: només té una placa de tub, de manera que el tub es pot expandir i contraure lliurement quan s'escalfa o es refreda.L'estructura d'aquest intercanviador de calor és senzilla, però la càrrega de treball de la fabricació de la corba és més gran, i com que el tub ha de tenir un cert radi de flexió, la utilització de la placa del tub és deficient, el tub es neteja mecànicament difícil de desmuntar i substituir. els tubs no és fàcil, per la qual cosa cal passar pels tubs del fluid que estigui net.Aquest intercanviador de calor es pot utilitzar per a grans canvis de temperatura, altes temperatures o ocasions d'alta pressió.
③ Bescanviador de calor tipus caixa d'embalatge: té dues formes, una es troba a la placa del tub a l'extrem de cada tub té un segell d'embalatge independent per garantir que l'expansió i la contracció lliures del tub, quan el nombre de tubs a l'intercanviador de calor és molt petit, abans de l'ús d'aquesta estructura, però la distància entre el tub que l'intercanviador de calor general és una estructura gran i complexa.Una altra forma es fa en un extrem de l'estructura flotant del tub i la closca, al lloc flotant utilitzant tot el segell d'embalatge, l'estructura és més senzilla, però aquesta estructura no és fàcil d'utilitzar en el cas de gran diàmetre, alta pressió.L'intercanviador de calor tipus caixa de farciment s'utilitza rarament ara.
II.Revisió de les condicions de disseny:
1. Disseny de l'intercanviador de calor, l'usuari ha de proporcionar les següents condicions de disseny (paràmetres de procés):
① tub, pressió de funcionament del programa de carcassa (com una de les condicions per determinar si s'ha de proporcionar l'equip de la classe)
② tub, temperatura de funcionament del programa de closca (entrada / sortida)
③ temperatura de la paret metàl·lica (calculada pel procés (proporcionada per l'usuari))
④ Nom i característiques del material
⑤Marge de corrosió
⑥El nombre de programes
⑦ zona de transferència de calor
⑧ especificacions del tub de l'intercanviador de calor, disposició (triangular o quadrat)
⑨ placa plegable o el nombre de placa de suport
⑩ material d'aïllament i gruix (per tal de determinar l'alçada que sobresurt del seient de la placa d'identificació)
(11) Pintura.
Ⅰ.Si l'usuari té requisits especials, l'usuari ha de proporcionar marca, color
Ⅱ.Els usuaris no tenen requisits especials, els mateixos dissenyadors van seleccionar
2. Diverses condicions clau de disseny
① Pressió de funcionament: com una de les condicions per determinar si l'equip està classificat, s'ha de proporcionar.
② característiques del material: si l'usuari no facilita el nom del material ha d'indicar el grau de toxicitat del material.
Com que la toxicitat del medi està relacionada amb el control no destructiu de l'equip, el tractament tèrmic, el nivell de forja per a la classe superior d'equips, però també relacionat amb la divisió d'equips:
a, GB150 10.8.2.1 (f) Els dibuixos indiquen que el contenidor conté un medi de toxicitat extremadament perillós o molt perillós 100% RT.
b, 10.4.1.3, els dibuixos indiquen que els contenidors que contenen mitjans extremadament perillosos o altament perillosos per a la toxicitat haurien de rebre un tractament tèrmic posterior a la soldadura (les juntes soldades d'acer inoxidable austenític poden no ser tractades tèrmicament)
c.Forjades.L'ús de toxicitat mitjana per a forjats extrems o molt perillosos ha de complir els requisits de la classe III o IV.
③ Especificacions de la canonada:
Acer al carboni d'ús habitual φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5
Acer inoxidable φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5
Disposició dels tubs intercanviadors de calor: triangle, triangle de cantonada, quadrat, quadrat de cantonada.
★ Quan es requereix una neteja mecànica entre els tubs de l'intercanviador de calor, s'ha d'utilitzar una disposició quadrada.
1. Pressió de disseny, temperatura de disseny, coeficient d'unió de soldadura
2. Diàmetre: cilindre DN <400, l'ús de tubs d'acer.
Cilindre DN ≥ 400, amb placa d'acer laminat.
Tub d'acer de 16 "------ amb l'usuari per parlar de l'ús de la placa d'acer enrotllada.
3. Diagrama de disposició:
Segons l'àrea de transferència de calor, les especificacions del tub de transferència de calor per dibuixar el diagrama de disposició per determinar el nombre de tubs de transferència de calor.
Si l'usuari proporciona un diagrama de canonades, però també per revisar la canonada es troba dins del cercle límit de la canonada.
★ Principi de col·locació de canonades:
(1) al cercle límit de la canonada ha d'estar ple de canonada.
② el nombre de tubs de múltiples traços ha d'intentar igualar el nombre de traços.
③ El tub de l'intercanviador de calor s'ha de disposar simètricament.
4. Material
Quan la placa del tub té un espatlla convexa i està connectada amb un cilindre (o cap), s'ha d'utilitzar la forja.A causa de l'ús d'aquesta estructura, la placa de tub s'utilitza generalment per a una pressió més alta, inflamable, explosiva i toxicitat per a ocasions extremes i altament perilloses, els requisits més alts per a la placa de tub, la placa de tub també és més gruixuda.Per tal d'evitar que l'espatlla convexa produeixi escòria, delaminació i millori les condicions d'estrès de la fibra de l'espatlla convexa, reduïu la quantitat de processament, estalviant materials, l'espatlla convexa i la placa de tub forjada directament de la forja general per fabricar la placa de tub. .
5. Intercanviador de calor i connexió de plaques tubulars
El tub a la connexió de la placa del tub, en el disseny de l'intercanviador de calor de carcassa i tub és una part més important de l'estructura.No només processa la càrrega de treball, i ha de fer cada connexió en el funcionament de l'equip per garantir que el mitjà sense fuites i suportar la capacitat de pressió mitjana.
La connexió del tub i la placa del tub són principalment les tres maneres següents: una expansió;b soldadura;c soldadura per expansió
L'expansió de la carcassa i el tub entre les fuites de mitjans no provocarà conseqüències adverses de la situació, especialment perquè la soldabilitat del material és deficient (com el tub d'intercanviador de calor d'acer al carboni) i la càrrega de treball de la planta de fabricació és massa gran.
A causa de l'expansió de l'extrem del tub en la deformació plàstica de soldadura, hi ha una tensió residual, amb l'augment de la temperatura, la tensió residual desapareix gradualment, de manera que l'extrem del tub redueix el paper de segellat i unió, de manera que l'expansió de l'estructura per les limitacions de pressió i temperatura, generalment aplicable a la pressió de disseny ≤ 4Mpa, el disseny de la temperatura ≤ 300 graus, i en el funcionament de les vibracions sense violentes, sense canvis de temperatura excessius i sense corrosió per estrès significativa .
La connexió de soldadura té els avantatges d'una producció senzilla, alta eficiència i connexió fiable.A través de la soldadura, el tub a la placa del tub té un millor paper en l'augment;i també pot reduir els requisits de processament del forat de la canonada, estalviant temps de processament, manteniment fàcil i altres avantatges, s'hauria d'utilitzar com a qüestió de prioritat.
A més, quan la toxicitat mitjana és molt gran, el medi i l'atmosfera es barregen Fàcil d'explotar, el medi és radioactiu o la barreja de material a l'interior i a l'exterior de la canonada tindrà un efecte advers, per tal de garantir que les juntes estiguin segellades, però també s'utilitza sovint el mètode de soldadura.Mètode de soldadura, tot i que els avantatges de molts, perquè no pot evitar completament la "corrosió per escletxes" i els nodes soldats de corrosió per estrès, i la paret de la canonada fina i la placa de canonada gruixuda és difícil d'aconseguir una soldadura fiable entre.
El mètode de soldadura pot ser a temperatures més altes que l'expansió, però sota l'acció de l'estrès cíclic d'alta temperatura, la soldadura és molt susceptible a les esquerdes de fatiga, la bretxa del tub i el forat del tub, quan se sotmet a mitjans corrosius, per accelerar el dany de la junta.Per tant, s'utilitzen juntes de soldadura i dilatació al mateix temps.Això no només millora la resistència a la fatiga de la junta, sinó que també redueix la tendència a la corrosió de les esquerdes i, per tant, la seva vida útil és molt més llarga que quan s'utilitza només la soldadura.
En quines ocasions és adequat per a la implementació de juntes i mètodes de soldadura i dilatació, no hi ha una norma uniforme.En general, la temperatura no és massa alta, però la pressió és molt alta o el mitjà és molt fàcil de filtrar, l'ús d'expansió de força i soldadura de segellat (soldadura de segellat es refereix simplement a evitar fuites i implementació de la soldadura, i no garanteix la força).
Quan la pressió i la temperatura són molt altes, l'ús de la soldadura de força i l'expansió de la pasta, (la soldadura de força és fins i tot si la soldadura és ajustada, però també per garantir que la junta tingui una gran resistència a la tracció, normalment es refereix a la força de la la soldadura és igual a la resistència de la canonada sota càrrega axial quan es solda).El paper de l'expansió és principalment eliminar la corrosió de les esquerdes i millorar la resistència a la fatiga de la soldadura.S'han estipulat unes dimensions estructurals específiques de la norma (GB/T151), no entrarem en detall aquí.
Per als requisits de rugositat de la superfície del forat del tub:
a, quan la connexió de soldadura del tub de l'intercanviador de calor i la placa del tub, el valor Ra de rugositat de la superfície del tub no és superior a 35 uM.
b, un únic tub d'intercanviador de calor i una connexió d'expansió de placa de tub, la rugositat de la superfície del forat del tub Ra no és superior a la connexió d'expansió de 12,5 uM, la superfície del forat del tub no hauria d'afectar l'estanquitat d'expansió dels defectes, com ara a través de la longitud o l'espiral. puntuant.
III.Càlcul del disseny
1. Càlcul del gruix de la paret de la carcassa (incloent la secció curta de la caixa del tub, el capçal, el càlcul del gruix de la paret del cilindre del programa de la carcassa) el gruix de la paret del cilindre del programa de la carcassa ha de complir el gruix mínim de la paret a GB151, per a acer al carboni i acer de baix aliatge el gruix de paret mínim és segons Considerant el marge de corrosió C2 = 1 mm per al cas de C2 superior a 1 mm, el gruix mínim de la paret de la carcassa s'ha d'augmentar en conseqüència.
2. Càlcul de l'armadura del forat obert
Per a la carcassa amb sistema de tubs d'acer, es recomana utilitzar tot el reforç (augmentar el gruix de la paret del cilindre o utilitzar un tub de paret gruixuda);perquè la caixa del tub més gruixuda del forat gran tingui en compte l'economia global.
Cap altre reforç hauria de complir els requisits de diversos punts:
① pressió de disseny ≤ 2,5Mpa;
② La distància central entre dos forats adjacents no ha de ser inferior al doble de la suma del diàmetre dels dos forats;
③ Diàmetre nominal del receptor ≤ 89 mm;
④ assumir el gruix mínim de la paret ha de ser els requisits de la taula 8-1 (assumir el marge de corrosió d'1 mm).
3. Brida
La brida de l'equip que utilitza una brida estàndard ha de parar atenció a la brida i la junta, els elements de fixació coincideixen, en cas contrari, s'ha de calcular la brida.Per exemple, la brida de soldadura plana tipus A a l'estàndard amb la seva junta coincident per a una junta suau no metàl·lica;quan s'ha de recalcular l'ús de la junta de bobinat per a la brida.
4. Placa de tubs
Cal prestar atenció als problemes següents:
① Temperatura de disseny de la placa del tub: d'acord amb les disposicions de GB150 i GB/T151, s'ha de prendre no menys de la temperatura del metall del component, però en el càlcul de la placa del tub no es pot garantir que el paper de processament de la carcassa del tub, i la temperatura metàl·lica de la placa del tub és difícil de calcular, generalment es pren a la part més alta de la temperatura de disseny per a la temperatura de disseny de la placa del tub.
② Bescanviador de calor multitub: en el rang de l'àrea de canonades, a causa de la necessitat de configurar la ranura separadora i l'estructura de la barra d'acoblament i no va ser suportat per l'àrea de l'intercanviador de calor Ad: fórmula GB/T151.
③El gruix efectiu de la placa del tub
El gruix efectiu de la placa del tub es refereix a la separació del rang de canonades de la part inferior del gruix de la ranura del mampar de la placa del tub menys la suma de les dues coses següents
a, marge de corrosió de la canonada més enllà de la profunditat de la part de la ranura de la partició de la gamma de canonades
b, marge de corrosió del programa de closca i placa del tub al costat del programa de carcassa de l'estructura de la profunditat de la ranura de les dues plantes més grans
5. Conjunt de juntes de dilatació
En el tub fix i l'intercanviador de calor de plaques, a causa de la diferència de temperatura entre el fluid del curs del tub i el fluid del curs del tub, i la connexió fixa de l'intercanviador de calor i la carcassa i la placa del tub, de manera que en l'ús de l'estat, la carcassa i existeix una diferència d'expansió del tub entre la carcassa i el tub, la carcassa i el tub a la càrrega axial.Per evitar danys a la carcassa i l'intercanviador de calor, la desestabilització de l'intercanviador de calor, el tub de l'intercanviador de calor de la placa del tub, s'han de configurar juntes d'expansió per reduir la càrrega axial de la carcassa i l'intercanviador de calor.
En general, la diferència de temperatura de la paret de la carcassa i de l'intercanviador de calor és gran, cal tenir en compte la configuració de la junta de dilatació, en el càlcul de la placa del tub, d'acord amb la diferència de temperatura entre les diverses condicions comunes calculades σt, σc, q, una de les quals no es qualifica. , cal augmentar la junta de dilatació.
σt - esforç axial del tub de l'intercanviador de calor
σc - esforç axial del cilindre del procés de closca
q: la connexió del tub de l'intercanviador de calor i la placa del tub de la força d'extracció
IV.Disseny Estructural
1. Caixa de canonades
(1) Longitud de la caixa de canonades
a.Profunditat interior mínima
① a l'obertura del curs de tub únic de la caixa del tub, la profunditat mínima al centre de l'obertura no ha de ser inferior a 1/3 del diàmetre interior del receptor;
② La profunditat interior i exterior del curs de canonada ha de garantir que l'àrea de circulació mínima entre els dos cursos no sigui inferior a 1,3 vegades l'àrea de circulació del tub de l'intercanviador de calor per curs;
b, la profunditat interior màxima
Penseu en si és convenient soldar i netejar les parts interiors, especialment per al diàmetre nominal de l'intercanviador de calor multitub més petit.
(2) Partició de programa separada
Gruix i disposició de la partició segons GB151 Taula 6 i Figura 15, per a un gruix superior a 10 mm de la partició, la superfície de segellat s'ha de retallar a 10 mm;per a l'intercanviador de calor del tub, la partició s'ha de configurar al forat de llàgrima (forat de drenatge), el diàmetre del forat de drenatge és generalment de 6 mm.
2. Carcassa i feix de tubs
① Nivell del paquet de tubs
Paquet de tubs de nivell Ⅰ, Ⅱ, només per a acer al carboni, tubs d'intercanviador de calor d'acer de baix aliatge estàndards domèstics, encara hi ha "nivell més alt" i "nivell ordinari" desenvolupats.Una vegada que el tub de l'intercanviador de calor domèstic es pot utilitzar, la canonada d'acer "superior", l'acer al carboni, el paquet de tubs d'intercanviador de calor d'acer de baix aliatge no s'han de dividir en nivells Ⅰ i Ⅱ!
El paquet de tubs Ⅰ, Ⅱ de la diferència es troba principalment en el diàmetre exterior del tub de l'intercanviador de calor, la desviació del gruix de la paret és diferent, la mida i la desviació del forat corresponents són diferents.
Paquet de tubs de grau Ⅰ amb requisits de precisió més alt, per a tubs d'intercanviador de calor d'acer inoxidable, només paquet de tubs Ⅰ;per al tub d'intercanviador de calor d'acer al carboni d'ús habitual
② Placa de tub
a, desviació de la mida del forat del tub
Tingueu en compte la diferència entre el paquet de tubs de nivell Ⅰ i Ⅱ
b, el solc de la partició del programa
La profunditat de la ranura Ⅰ generalment no és inferior a 4 mm
Ⅱ amplada de la ranura de la partició del subprograma: acer al carboni 12 mm;acer inoxidable 11 mm
El xamfranat de la cantonada de la ranura de la partició d'un rang de Ⅲ minut és generalment de 45 graus, l'amplada del xamfranat b és aproximadament igual al radi R de la cantonada de la junta de rang de minuts.
③ Placa plegable
a.Mida del forat de la canonada: diferenciada pel nivell del paquet
b, alçada de l'osca de la placa plegable d'arc
L'alçada de l'osca ha de ser de manera que el fluid a través de la bretxa amb el cabal a través del feix de tubs similar a l'alçada de l'osca generalment es pren 0,20-0,45 vegades el diàmetre interior de la cantonada arrodonida, l'osca generalment es talla a la fila de canonades per sota del centre. alinear o tallar en dues fileres de forats de canonada entre el pont petit (per facilitar la comoditat de portar una canonada).
c.Orientació de l'osca
Fluid net unidireccional, disposició de l'osca amunt i avall;
Gas que conté una petita quantitat de líquid, osca cap amunt cap a la part més baixa de la placa plegable per obrir el port de líquid;
Líquid que conté una petita quantitat de gas, cap avall cap a la part més alta de la placa plegable per obrir el port de ventilació
La coexistència gas-líquid o el líquid conté materials sòlids, la disposició de l'osca a l'esquerra i a la dreta i obriu el port de líquid al lloc més baix
d.Gruix mínim de la placa plegable;interval màxim no suportat
e.Les plaques plegables als dos extrems del feix de tubs estan el més a prop possible dels receptors d'entrada i sortida de la carcassa.
④ Tirant
a, el diàmetre i el nombre de tirants
Diàmetre i nombre segons la selecció de la taula 6-32, 6-33, per tal d'assegurar que sigui superior o igual a l'àrea de la secció transversal de la barra d'acoblament indicada a la taula 6-33 sota la premissa del diàmetre i el nombre de corbata Les varetes es poden canviar, però el seu diàmetre no ha de ser inferior a 10 mm, el nombre no inferior a quatre
b, la barra d'acoblament s'ha de disposar de la manera més uniforme possible a la vora exterior del feix de tubs, per a l'intercanviador de calor de gran diàmetre, a la zona de la canonada o prop de la bretxa de la placa plegable s'ha de disposar en un nombre adequat de barres d'acoblament, qualsevol plegat. La placa no ha de ser inferior a 3 punts de suport
c.Femella de tirant, alguns usuaris requereixen la següent femella i soldadura de placa plegable
⑤ Placa antientorn
a.La configuració de la placa anti-flux és reduir la distribució desigual del fluid i l'erosió de l'extrem del tub de l'intercanviador de calor.
b.Mètode de fixació de la placa anti-rentat
En la mesura del possible, fixat al tub de pas fix o a prop de la placa del tub de la primera placa plegable, quan l'entrada de la carcassa es troba a la vareta no fixa del costat de la placa del tub, es pot soldar la placa anti-revoltura. al cos del cilindre
(6) Col·locació de juntes de dilatació
a.Situat entre els dos costats de la placa plegable
Per tal de reduir la resistència al fluid de la junta de dilatació, si cal, a la junta de dilatació a l'interior d'un tub de revestiment, el tub de revestiment s'ha de soldar a la carcassa en la direcció del flux de fluid, per als intercanviadors de calor verticals, quan la direcció del flux de fluid cap amunt, s'ha de configurar a l'extrem inferior dels forats de descàrrega del tub de revestiment
b.Juntes de dilatació del dispositiu de protecció per evitar que l'equip en el procés de transport o l'ús d'estirar el mal
(vii) la connexió entre la placa del tub i la carcassa
a.L'extensió funciona com a brida
b.Placa de canonades sense brida (GB151 Apèndix G)
3. Brida de canonada:
① temperatura de disseny superior o igual a 300 graus, s'ha d'utilitzar la brida de culata.
② per a l'intercanviador de calor no es pot utilitzar per fer-se càrrec de la interfície per renunciar i descarregar, s'ha d'establir al tub, el punt més alt del curs de la closca del sagnador, el punt més baix del port de descàrrega, el diàmetre nominal mínim de 20 mm.
③ Es pot configurar un port de desbordament de l'intercanviador de calor vertical.
4. Suport: espècie GB151 segons el que disposa l'article 5.20.
5. Altres accessoris
① Tacs d'elevació
La caixa oficial de qualitat superior a 30 kg i la coberta de la caixa de canonades s'han de fixar.
② cable superior
Per tal de facilitar el desmuntatge de la caixa de canonades, la coberta de la caixa de canonades s'ha d'instal·lar al tauler oficial, el cable superior de la coberta de la caixa de canonades.
V. Fabricació, requisits d'inspecció
1. Placa de tubs
① juntes a tope de placa de tub empalmat per a una inspecció de raigs al 100% o UT, nivell qualificat: RT: Ⅱ UT: Ⅰ nivell;
② A més de l'acer inoxidable, tractament tèrmic d'alleujament de l'estrès amb plaques de tub empalmat;
③ desviació de l'amplada del pont del forat de la placa del tub: segons la fórmula per calcular l'amplada del pont del forat: B = (S - d) - D1
Amplada mínima del pont del forat: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Tractament tèrmic de la caixa del tub:
Acer al carboni, acer de baix aliatge soldat amb una partició de rang dividit de la caixa de canonades, així com la caixa de canonades de les obertures laterals més d'1/3 del diàmetre interior de la caixa de canonades del cilindre, en l'aplicació de soldadura per estrès El tractament tèrmic de relleu, la superfície de segellat de la brida i la partició s'han de processar després del tractament tèrmic.
3. Prova de pressió
Quan la pressió de disseny del procés de la carcassa és inferior a la pressió del procés del tub, per comprovar la qualitat de les connexions del tub de l'intercanviador de calor i de la placa del tub
① Pressió del programa de carcassa per augmentar la pressió de prova amb el programa de canonades coherent amb la prova hidràulica, per comprovar si hi ha fuites de les juntes de la canonada.(No obstant això, cal assegurar-se que la tensió de la pel·lícula primària de la carcassa durant la prova hidràulica sigui ≤0,9ReLΦ)
② Quan el mètode anterior no és adequat, la carcassa es pot provar hidrostàtica segons la pressió original després de passar, i després la carcassa per a la prova de fuites d'amoníac o la prova de fuites d'halògens.
VI.Algunes qüestions que cal assenyalar als gràfics
1. Indiqueu el nivell del feix de tubs
2. El tub de l'intercanviador de calor ha d'estar escrit amb un número d'etiquetatge
3. Línia de contorn de la canonada de la placa del tub fora de la línia sòlida gruixuda tancada
4. Els dibuixos de muntatge s'han d'etiquetar amb l'orientació de l'espai de la placa plegable
5. Els forats de descàrrega estàndard de les juntes d'expansió, els forats d'escapament a les juntes de les canonades, els taps de canonades haurien d'estar fora de la imatge
Hora de publicació: Oct-11-2023