I. Klasifikace výměníků tepla:
Plášťový a trubkový výměník tepla lze rozdělit do následujících dvou kategorií podle konstrukčních charakteristik.
1. Pevná konstrukce plášťového a trubkového výměníku tepla: tento výměník tepla se stal pevným trubkovým a deskovým typem, obvykle lze rozdělit na jednotrubkovou řadu a vícetrubkovou řadu dvou druhů.Jeho předností je jednoduchá a kompaktní konstrukce, levná a široce používaná;nevýhodou je, že trubici nelze mechanicky čistit.
2. skořepinové a trubkové výměníky tepla s kompenzačním zařízením pro teplotu: může vyhřívat část volné expanze.Strukturu formuláře lze rozdělit na:
① výměník tepla typu s plovoucí hlavou: tento výměník tepla lze volně rozšířit na jednom konci trubkovnice, tzv. „plovoucí hlava“.Ten se vztahuje na stěnu trubky a stěnu pláště teplotní rozdíl je velký, prostor svazku trubek se často čistí.Jeho struktura je však složitější, náklady na zpracování a výrobu jsou vyšší.
② Trubkový výměník tepla ve tvaru U: má pouze jednu trubkovou desku, takže trubka se může volně roztahovat a smršťovat při zahřátí nebo ochlazení.Konstrukce tohoto výměníku tepla je jednoduchá, ale pracnost při výrobě ohybu je větší, a protože trubka musí mít určitý poloměr ohybu, využití trubkovnice je špatné, trubka se mechanicky čistí, obtížně se rozebírá a vyměňuje trubky není snadné, takže je nutné projít trubicemi kapaliny je čisté.Tento výměník tepla lze použít pro velké změny teploty, vysoké teploty nebo vysoké tlaky.
③ výměník tepla typu balicí krabice: má dvě formy, jedna je v trubkové desce na konci každé trubky má samostatné těsnění, které zajišťuje volné roztahování a smršťování trubky, když je počet trubek ve výměníku tepla je velmi malá, před použitím této struktury, ale vzdálenost mezi trubkou než obecným výměníkem tepla je velká, složitá struktura.Jiná forma je vyrobena na jednom konci trubky a pláště plovoucí konstrukce, v plovoucím místě pomocí celého těsnění těsnění, konstrukce je jednodušší, ale tato konstrukce není snadno použitelná v případě velkého průměru, vysokého tlaku.Tepelný výměník ucpávkového typu se nyní používá zřídka.
II.Přezkoumání podmínek návrhu:
1. návrh výměníku tepla, uživatel by měl poskytnout následující podmínky návrhu (procesní parametry):
① provozní tlak trubice, skořepinového programu (jako jedna z podmínek k určení, zda musí být k dispozici vybavení dané třídy)
② trubka, provozní teplota programu pláště (vstup / výstup)
③ Teplota kovové stěny (vypočtená procesem (poskytnutá uživatelem))
④ Název a vlastnosti materiálu
⑤ Okraj koroze
⑥Počet programů
⑦ oblast přenosu tepla
⑧ specifikace trubek výměníku tepla, uspořádání (trojúhelníkové nebo čtvercové)
⑨ skládací deska nebo číslo opěrné desky
⑩ izolační materiál a tloušťka (aby bylo možné určit výšku vyčnívající sedačky na štítku)
(11) Barva.
Ⅰ.Pokud má uživatel speciální požadavky, uživatel poskytne značku, barvu
Ⅱ.Uživatelé nemají žádné speciální požadavky, vybírali sami designéři
2. Několik klíčových podmínek návrhu
① Provozní tlak: jako jedna z podmínek pro určení, zda je zařízení klasifikováno, musí být poskytnut.
② vlastnosti materiálu: pokud uživatel neuvede název materiálu, musí uvést stupeň toxicity materiálu.
Protože toxicita média souvisí s nedestruktivním sledováním zařízení, tepelným zpracováním, úrovní výkovků pro vyšší třídu zařízení, ale také souvisí s rozdělením zařízení:
a, GB150 10.8.2.1 (f) výkresy ukazují, že nádoba obsahuje extrémně nebezpečné nebo vysoce nebezpečné médium toxicity 100% RT.
b, 10.4.1.3 výkresy ukazují, že nádoby obsahující extrémně nebezpečná nebo vysoce nebezpečná média pro toxicitu by měly být tepelně zpracovány po svařování (svarové spoje austenitické nerezové oceli nesmí být tepelně zpracovány)
C.Výkovky.Použití střední toxicity pro extrémně nebo vysoce nebezpečné výkovky by mělo splňovat požadavky třídy III nebo IV.
③ Specifikace potrubí:
Běžně používaná uhlíková ocel φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5
Nerezová ocel φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5
Uspořádání trubek výměníku: trojúhelník, rohový trojúhelník, čtverec, rohový čtverec.
★ Pokud je požadováno mechanické čištění mezi trubkami výměníku tepla, mělo by být použito čtvercové uspořádání.
1. Návrhový tlak, návrhová teplota, součinitel svarového spoje
2. Průměr: válec DN < 400, použití ocelové trubky.
DN ≥ 400 válec, s použitím válcované ocelové desky.
16" ocelová trubka ------ s uživatelem prodiskutujte použití válcovaných ocelových plechů.
3. Schéma rozložení:
Podle teplosměnné oblasti specifikujte teplosměnnou trubku, abyste nakreslili schéma rozložení pro určení počtu teplosměnných trubek.
Pokud uživatel poskytne schéma potrubí, ale také k revizi potrubí je v mezní kružnici potrubí.
★ Princip pokládky potrubí:
(1) v limitním kruhu potrubí by mělo být plné potrubí.
② počet vícezdvihových trubek by se měl snažit vyrovnat počet zdvihů.
③ Trubka výměníku tepla by měla být uspořádána symetricky.
4. Materiál
Když má samotná trubkovnice konvexní osazení a je spojena s válcem (nebo hlavou), mělo by se použít kování.Vzhledem k použití takové struktury trubkovnice jsou obecně používány pro vyšší tlak, hořlavost, výbušnost a toxicita pro extrémní, vysoce nebezpečné příležitosti, čím vyšší jsou požadavky na trubkovnici, je trubkovnice také tlustší.Aby se zabránilo konvexnímu ramenu produkovat strusku, delaminaci a zlepšit podmínky namáhání vláken konvexního ramene, snižte množství zpracování, šetříte materiály, konvexní rameno a trubkovnice jsou přímo vykované z celkového výkovku pro výrobu trubkovnice. .
5. Připojení výměníku tepla a trubkovnice
Trubka ve spojení trubkovnice, v provedení plášťového a trubkového výměníku tepla je důležitější součástí konstrukce.On nejen zpracování pracovní zátěže, a musí provést každé připojení v provozu zařízení, aby zajistily, že médium bez úniku a vydrží střední tlakovou kapacitu.
Připojení trubek a trubkovnice jsou především následující tři způsoby: expanze;b svařování;c expanzní svařování
Expanze pláště a trubky mezi únikem média nezpůsobí nepříznivé důsledky situace, zejména proto, že svařitelnost materiálu je špatná (jako je trubka výměníku tepla z uhlíkové oceli) a pracovní zatížení výrobního závodu je příliš velké.
Vlivem roztažení konce trubky při svařování plastickou deformací dochází ke zbytkovému napětí, s nárůstem teploty zbytkové napětí postupně mizí, takže konec trubky snižuje úlohu těsnění a lepení, takže dilatace konstrukce o omezení tlaku a teploty, obecně použitelná pro návrhový tlak ≤ 4 MPa, návrh teploty ≤ 300 stupňů a při provozu žádné prudké vibrace, žádné nadměrné změny teploty a žádná významná koroze napětím .
Svařovací spoj má výhody jednoduché výroby, vysoké účinnosti a spolehlivého spoje.Prostřednictvím svařování má trubka k trubkovnici lepší roli při zvyšování;a také může snížit požadavky na zpracování otvorů v potrubí, což šetří čas na zpracování, snadnou údržbu a další výhody, mělo by být používáno jako priorita.
Kromě toho, když je toxicita média velmi velká, médium a atmosféra se smísí Snadno exploduje médium je radioaktivní nebo bude mít míchání materiálu uvnitř a vně potrubí nepříznivý účinek, aby se zajistilo, že spoje budou utěsněny, ale také často používají metodu svařování.Metoda svařování, i když výhody mnoha, protože se nemůže zcela vyhnout "štěrbinové korozi" a svařované uzly koroze napětí a tenké stěny trubky a tlusté trubky je obtížné získat spolehlivý svar mezi.
Metoda svařování může být vyšší teploty než expanze, ale při působení vysokoteplotního cyklického namáhání je svar velmi náchylný k únavovým trhlinám, mezerám trubek a trubek, když je vystaven korozivním médiím, aby se urychlilo poškození spoje.Proto se současně používá svar a dilatační spáry.Tím se nejen zlepšuje odolnost spoje proti únavě, ale také se snižuje sklon ke štěrbinové korozi, a tím je jeho životnost mnohem delší než při použití samotného svařování.
V jakých příležitostech je vhodné provádět svařování a dilatační spáry a způsoby, neexistuje jednotná norma.Obvykle při teplotě není příliš vysoká, ale tlak je velmi vysoký nebo médium velmi snadno uniká, použití pevnosti roztažení a utěsnění svaru (těsnění svaru označuje jednoduše zabránění úniku a provádění svaru a nezaručuje síla).
Když jsou tlak a teplota velmi vysoké, použití pevnostního svařování a expanze pasty (pevnost svařování je iv případě, že svar má těsný, ale také zajistit, aby spoj měl velkou pevnost v tahu, obvykle se vztahuje k pevnosti spoje). svar se rovná pevnosti trubky při axiálním zatížení při svařování).Úlohou expanze je především eliminace štěrbinové koroze a zlepšení únavové odolnosti svaru.Konkrétní konstrukční rozměry normy (GB/T151) byly stanoveny, nebudou zde podrobně rozepsány.
Pro požadavky na drsnost povrchu otvoru potrubí:
a, když je trubka výměníku tepla a trubková deska svařovací spojení, drsnost povrchu trubky Ra hodnota není větší než 35 uM.
b, jeden expanzní spoj trubky výměníku tepla a trubkové desky, hodnota Ra povrchu otvoru trubky není větší než 12,5 uM expanzního připojení, povrch otvoru v trubce by neměl mít vliv na těsnost roztažení defektů, jako je podélná nebo spirála Bodování.
III.Návrhový výpočet
1. Výpočet tloušťky stěny pláště (včetně krátkého úseku potrubní krabice, hlavy, výpočtu tloušťky stěny válce programu pláště) potrubí, tloušťka stěny válce programu pláště by měla splňovat minimální tloušťku stěny v GB151, pro uhlíkovou ocel a nízkolegovanou ocel je minimální tloušťka stěny podle na korozní okraj C2 = 1 mm, uvažování v případě C2 většího než 1 mm by měla být odpovídajícím způsobem zvýšena minimální tloušťka stěny pláště.
2. Výpočet výztuže otevřených otvorů
U pláště s ocelovým trubkovým systémem se doporučuje použít celou výztuž (zvětšit tloušťku stěny válce nebo použít silnostěnnou trubku);u tlustší trubkové krabice na velkém otvoru je třeba vzít v úvahu celkovou hospodárnost.
Žádná další výztuž by neměla splňovat požadavky několika bodů:
① návrhový tlak ≤ 2,5 MPa;
② Středová vzdálenost mezi dvěma sousedními otvory by neměla být menší než dvojnásobek součtu průměru dvou otvorů;
③ Jmenovitý průměr přijímače ≤ 89 mm;
④ minimální tloušťka stěny by měla odpovídat požadavkům tabulky 8-1 (převzít korozní rezervu 1 mm).
3. Příruba
Příruba zařízení používající standardní přírubu by měla věnovat pozornost přírubě a těsnění, spojovací prvky se shodují, jinak by se měla vypočítat příruba.Například plochá přivařovací příruba typu A ve standardu s odpovídajícím těsněním pro nekovové měkké těsnění;kdy je třeba přepočítat použití těsnění vinutí pro přírubu.
4. Deska potrubí
Je třeba věnovat pozornost následujícím problémům:
① konstrukční teplota trubkovnice: Podle ustanovení GB150 a GB/T151 by se neměla brát nižší než teplota kovu součásti, ale při výpočtu trubkovnice nelze zaručit, že role média pro zpracování trubkovnice a teplotu kovu trubkovnice je obtížné vypočítat, obecně se bere na vyšší straně návrhové teploty pro návrhovou teplotu trubkovnice.
② vícetrubkový výměník tepla: v rozsahu oblasti potrubí, kvůli potřebě nastavit rozpěrnou drážku a konstrukci spojovací tyče a nepodepřený plochou výměníku tepla Ad: vzorec GB/T151.
③Efektivní tloušťka trubkovnice
Efektivní tloušťka trubkovnice se vztahuje na vzdálenost potrubí od tloušťky dna přepážkové drážky na trubkovnici mínus součet následujících dvou věcí
a, okraj koroze potrubí za hloubkou hloubky části přepážkové drážky rozsahu potrubí
b, skořápka program koroze okraj a trubkovnice ve skořápce program straně struktury hloubky drážky dvou největších rostlin
5. Sada dilatačních spár
V pevném trubkovém a deskovém výměníku tepla v důsledku teplotního rozdílu mezi kapalinou v trubkovém vedení a kapalinou trubkového vedení a mezi výměníkem tepla a pláštěm a trubkovou deskou pevné spojení, takže při použití stavu je plášť a existuje rozdíl v rozpínání trubky mezi pláštěm a trubkou, pláštěm a trubkou vůči axiálnímu zatížení.Aby se zabránilo poškození pláště a výměníku tepla, destabilizaci výměníku tepla, vytažení trubky výměníku z trubkovnice, měly by být nastaveny dilatační spáry, aby se snížilo axiální zatížení pláště a výměníku tepla.
Obecně je rozdíl teplot ve stěně pláště a výměníku tepla velký, je třeba zvážit nastavení dilatační spáry ve výpočtu trubkovnice podle teplotního rozdílu mezi různými běžnými podmínkami vypočítanými σt, σc, q, z nichž jedna nevyhovuje , je nutné zvětšit dilatační spáru.
σt - axiální napětí trubky výměníku tepla
σc - skořepinové axiální napětí válce
q--Spojení trubky výměníku tepla a trubkové desky tažné síly
IV.Strukturální design
1. Potrubní krabice
(1) Délka potrubní krabice
A.Minimální vnitřní hloubka
① k otvoru jedné trubky trubkového boxu, minimální hloubka ve středu otvoru by neměla být menší než 1/3 vnitřního průměru přijímače;
② vnitřní a vnější hloubka potrubí by měla zajistit, aby minimální cirkulační plocha mezi dvěma řadami nebyla menší než 1,3násobek cirkulační plochy trubky výměníku tepla na řadu;
b, maximální vnitřní hloubka
Zvažte, zda je vhodné svařovat a čistit vnitřní části, zejména pro jmenovitý průměr menšího vícetrubkového výměníku.
(2) Samostatný programový oddíl
Tloušťka a uspořádání přepážky podle GB151 Tabulka 6 a Obrázek 15, pro tloušťku přepážky větší než 10 mm by měla být těsnicí plocha oříznuta na 10 mm;u trubkového výměníku by měla být přepážka umístěna na trhací otvor (odtokový otvor), průměr vypouštěcího otvoru je obecně 6 mm.
2. Svazek plášťů a trubek
①Úroveň svazku trubek
Ⅰ, Ⅱ svazek trubek na úrovni, pouze pro uhlíkovou ocel, nízkolegované ocelové trubky výměníku tepla pro domácí normy, stále jsou vyvinuty "vyšší úroveň" a "běžná úroveň".Jakmile je možné použít trubku domácího výměníku tepla, „vyšší“ ocelovou trubku, uhlíkovou ocel, trubku výměníku tepla z nízkolegované oceli není nutné dělit na úroveň Ⅰ a Ⅱ!
Ⅰ, Ⅱ svazek trubek rozdíl spočívá hlavně ve vnějším průměru trubky výměníku, odchylka tloušťky stěny je odlišná, odpovídající velikost otvoru a odchylka je odlišná.
Třída Ⅰ svazek trubek s vyššími požadavky na přesnost, pro trubku výměníku tepla z nerezové oceli, pouze Ⅰ svazek trubek;pro běžně používanou trubku výměníku tepla z uhlíkové oceli
② Trubková deska
a, odchylka velikosti otvoru trubky
Všimněte si rozdílu mezi svazkem trubek úrovně Ⅰ, Ⅱ
b, drážka pro rozdělení programu
Ⅰ hloubka drážky obecně není menší než 4 mm
Ⅱ šířka štěrbiny přepážky podprogramu: uhlíková ocel 12 mm;nerezová ocel 11mm
Ⅲ Zkosení rohu štěrbiny štěrbiny minutového rozsahu je obecně 45 stupňů, šířka zkosení b se přibližně rovná poloměru R rohu těsnění minutového rozsahu.
③Skládací deska
A.Velikost otvoru pro potrubí: rozlišuje se podle úrovně svazku
b, příďová skládací deska výška zářezu
Výška zářezu by měla být taková, aby tekutina skrz mezeru s průtokem přes svazek trubek podobným výšce zářezu byla obecně brána 0,20-0,45násobek vnitřního průměru zaobleného rohu, zářez je obecně vyříznut v řadě trubek pod středem linka nebo řez ve dvou řadách trubkových otvorů mezi malým mostem (pro usnadnění nošení trubky).
C.Orientace zářezu
Jednosměrná čistá kapalina, uspořádání zářezů nahoru a dolů;
Plyn obsahující malé množství kapaliny, zářez nahoru směrem k nejnižší části skládací desky, aby se otevřel otvor pro kapalinu;
Kapalina obsahující malé množství plynu, zářezem dolů směrem k nejvyšší části skládací desky otevřete ventilační otvor
Soužití plyn-kapalina nebo kapalina obsahuje pevné materiály, uspořádání vlevo a vpravo a otevřete otvor pro kapalinu v nejnižším místě
d.Minimální tloušťka skládací desky;maximální nepodporované rozpětí
E.Skládací desky na obou koncích svazku trubek jsou co možná nejblíže k přijímačům vstupu a výstupu pláště.
④ Spojovací tyč
a, průměr a počet spojovacích tyčí
Průměr a počet podle tabulky 6-32, 6-33 výběr, aby bylo zajištěno, že větší nebo rovno průřezové ploše spojovací tyče uvedené v tabulce 6-33 za předpokladu průměru a počtu táhla tyče lze měnit, ale jejich průměr nesmí být menší než 10 mm, počet ne menší než čtyři
b, spojovací tyč by měla být uspořádána co nejrovnoměrněji na vnějším okraji svazku trubek, u výměníku tepla s velkým průměrem, v oblasti potrubí nebo v blízkosti mezery skládací desky by měla být uspořádána ve vhodném počtu spojovacích tyčí, jakékoli skládání deska by neměla mít méně než 3 opěrné body
C.Matice spojovací tyče, někteří uživatelé vyžadují následující matici a přivaření skládací desky
⑤ Deska proti splachování
A.Nastavení protisplachovací desky má snížit nerovnoměrné rozložení tekutiny a erozi konce trubky výměníku tepla.
b.Způsob upevnění desky proti vymytí
Pokud je to možné upevněno v trubce s pevným stoupáním nebo v blízkosti trubkovnice první skládací desky, když je vstup pláště umístěn v neupevněné tyči na straně trubkové desky, lze desku proti rozrušení přivařit k tělu válce
(6) Nastavení dilatačních spár
A.Nachází se mezi dvěma stranami skládací desky
Aby se v případě potřeby snížil odpor dilatační spáry vůči tekutině v kompenzátoru na vnitřní straně vložkové trubky, měla by být vložková trubka přivařena k plášti ve směru toku tekutiny, u vertikálních výměníků tepla, když směr proudění kapaliny nahoru by měl být nastaven na spodním konci vypouštěcích otvorů trubice vložky
b.Dilatační spáry ochranného zařízení, aby se zabránilo zařízení v procesu přepravy nebo použití tahání špatné
(vii) spojení mezi trubkovnicí a pláštěm
A.Prodloužení slouží zároveň jako příruba
b.Potrubní deska bez příruby (GB151 příloha G)
3. Příruba potrubí:
① konstrukční teplota větší nebo rovna 300 stupňům, měla by být použita tupá příruba.
② pro výměník tepla nelze použít k převzetí rozhraní, aby se vzdal a vypustil, měl by být nastaven v trubce, nejvyšší bod pláště odvzdušňovacího potrubí, nejnižší bod vypouštěcího otvoru, minimální jmenovitý průměr 20 mm.
③ Vertikální výměník tepla může být nastaven přepadovým portem.
4. Podpora: druh GB151 podle ustanovení článku 5.20.
5. Další příslušenství
① Zvedací oka
Kvalita větší než 30 kg oficiální krabice a potrubní krabice kryt by měly být nastaveny výstupky.
② horní drát
Pro usnadnění demontáže potrubní krabice by měl být kryt potrubní krabice zasazen do úřední desky, horní drát krytu potrubní krabice.
V. Výroba, požadavky na kontrolu
1. Plech potrubí
① tupé spoje pro 100% paprskovou kontrolu nebo UT, kvalifikovaná úroveň: RT: Ⅱ UT: Ⅰ úroveň;
② Kromě nerezové oceli, tepelná úprava spojovaných trubek pro odlehčení pnutí;
③ odchylka šířky můstku otvoru v trubkové desce: podle vzorce pro výpočet šířky můstku otvoru: B = (S - d) - D1
Minimální šířka můstku otvoru: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Tepelné zpracování trubkovnice:
Uhlíková ocel, nízkolegovaná ocel svařovaná s dělenou přepážkou potrubního boxu, stejně jako potrubní box s bočními otvory více než 1/3 vnitřního průměru válcového potrubního boxu, při použití svařování pro namáhání reliéfní tepelné zpracování, těsnicí plocha příruby a přepážky by měla být zpracována po tepelném zpracování.
3. Tlaková zkouška
Když je konstrukční tlak procesu pláště nižší než procesní tlak trubky, aby se zkontrolovala kvalita připojení trubky výměníku tepla a trubkovnice
① Shell naprogramujte tlak ke zvýšení zkušebního tlaku s potrubním programem v souladu s hydraulickým testem, abyste zkontrolovali, zda nedochází k úniku spojů potrubí.(Je však nutné zajistit, aby primární napětí filmu pláště během hydraulické zkoušky bylo ≤0,9ReLΦ)
② Pokud výše uvedená metoda není vhodná, může být plášť podroben hydrostatické zkoušce podle původního tlaku po absolvování a poté testu úniku amoniaku nebo testu úniku halogenu.
VI.Některé problémy, které je třeba poznamenat na grafech
1. Uveďte úroveň svazku trubek
2. Na trubce výměníku tepla by mělo být napsáno číslo označení
3. Obrysová čára potrubí trubkovnice mimo uzavřenou tlustou plnou čáru
4. Montážní výkresy by měly být označeny orientací mezery skládací desky
5. Standardní vypouštěcí otvory dilatačních spojů, výfukové otvory na spojích potrubí, zátky potrubí by neměly být na obrázku
Čas odeslání: 11. října 2023