I. Clasificación del intercambiador de calor:
El intercambiador de calor de concha y tubo se puede dividir en las siguientes dos categorías de acuerdo con las características estructurales.
1. Estructura rígida del intercambiador de calor de la carcasa y el tubo: este intercambiador de calor se ha convertido en un tipo de tubo y placa fijo, generalmente se puede dividir en un rango de tubo único y un rango de dos tipos de tubo. Sus ventajas son una estructura simple y compacta, barata y ampliamente utilizada; La desventaja es que el tubo no se puede limpiar mecánicamente.
2. Intercambiador de calor de carcasa y tubo con dispositivo de compensación de temperatura: puede hacer que la parte calentada de la expansión libre. La estructura de la forma se puede dividir en:
① Intercambiador de calor del tipo de cabeza flotante: este intercambiador de calor se puede expandir libremente en un extremo de la placa del tubo, la llamada "cabeza flotante". Se aplica a la pared del tubo y la diferencia de temperatura de la pared de la carcasa es grande, el espacio del paquete de tubo a menudo se limpia. Sin embargo, su estructura es más compleja, los costos de procesamiento y fabricación son más altos.
② Intercambiador de calor del tubo en forma de U: solo tiene una placa de tubo, por lo que el tubo puede ser libre de expandirse y contraerse cuando se calienta o enfríe. La estructura de este intercambiador de calor es simple, pero la carga de trabajo de la fabricación de la curva es mayor, y debido a que el tubo necesita tener un cierto radio de flexión, la utilización de la placa del tubo es pobre, el tubo está limpio mecánicamente difícil de desmontar y reemplazar los tubos no es fácil, por lo que se requiere pasar a través de los tubos del fluido está limpio. Este intercambiador de calor puede usarse para grandes cambios de temperatura, ocasiones de alta temperatura o alta presión.
③ Intercambiador de calor tipo de caja de embalaje: tiene dos formas, una está en la placa del tubo al final de cada tubo tiene un sello de embalaje separado para garantizar que la expansión y la contracción libres del tubo, cuando el número de tubos en el intercambiador de calor es muy pequeño, antes del uso de esta estructura, pero la distancia entre el tubo que el intercambio de calor general para ser una estructura grande y compleja. Otra forma se hace en un extremo del tubo y la estructura flotante de la carcasa, en el lugar flotante utilizando todo el sello de embalaje, la estructura es más simple, pero esta estructura no es fácil de usar en el caso de gran diámetro, alta presión. El intercambiador de calor de tipo caja de relleno rara vez se usa ahora.
II. Revisión de las condiciones de diseño:
1. Diseño del intercambiador de calor, el usuario debe proporcionar las siguientes condiciones de diseño (parámetros del proceso):
① Tubo, presión del programa de carcasa (como una de las condiciones para determinar si se debe proporcionar el equipo en la clase)
② Tubo, temperatura de funcionamiento del programa de carcasa (entrada / salida)
③ Temperatura de la pared metálica (calculada por el proceso (proporcionado por el usuario)
④ Nombre y características materiales
⑤ margen de corrosión
⑥ El número de programas
⑦ Área de transferencia de calor
⑧ Especificaciones, disposición del tubo del intercambiador de calor (triangular o cuadrado)
⑨ Placa plegable o el número de placa de soporte
⑩ Material de aislamiento y grosor (para determinar la altura de sobresalto del asiento de identificación)
(11) pintura.
Ⅰ. Si el usuario tiene requisitos especiales, el usuario para proporcionar marca, color
Ⅱ. Los usuarios no tienen requisitos especiales, los propios diseñadores seleccionaron
2. Varias condiciones de diseño clave
① Presión de operación: como una de las condiciones para determinar si el equipo está clasificado, se debe proporcionar.
② Características del material: si el usuario no proporciona el nombre del material debe proporcionar el grado de toxicidad del material.
Debido a que la toxicidad del medio está relacionada con el monitoreo no destructivo del equipo, el tratamiento térmico, el nivel de las paradas para la clase alta de equipos, pero también relacionada con la división del equipo:
Los dibujos A, GB150 10.8.2.1 (f) indican que el contenedor que tiene un medio de toxicidad extremadamente peligroso o altamente peligroso 100% RT.
B, 10.4.1.3 Los dibujos indican que los contenedores que mantienen medios extremadamente peligrosos o altamente peligrosos para la toxicidad deben ser tratamiento térmico después de ser soldado (las juntas soldadas de acero inoxidable austenítico pueden no ser tratados térmicamente)
do. Parlantes. El uso de toxicidad media para las paradas extremas o altamente peligrosas debe cumplir con los requisitos de Clase III o IV.
③ Especificaciones de tubería:
Acero de carbono de uso común φ19 × 2, φ25 × 2.5, φ32 × 3, φ38 × 5
Acero inoxidable φ19 × 2, φ25 × 2, φ32 × 2.5, φ38 × 2.5
Disposición de tubos de intercambiador de calor: triángulo, triángulo de esquina, cuadrado, cuadrado de esquina.
★ Cuando se requiere una limpieza mecánica entre los tubos del intercambiador de calor, se debe usar la disposición cuadrada.
1. Presión de diseño, temperatura de diseño, coeficiente de unión de soldadura
2. Diámetro: DN <400 cilindros, el uso de tubería de acero.
DN ≥ 400 cilindros, con placa de acero enrollada.
Tubo de acero de 16 "------ con el usuario para discutir el uso de placa de acero enrollada.
3. Diagrama de diseño:
Según el área de transferencia de calor, las especificaciones del tubo de transferencia de calor para dibujar el diagrama de diseño para determinar el número de tubos de transferencia de calor.
Si el usuario proporciona un diagrama de tubería, pero también para revisar la tubería está dentro del círculo de límite de tuberías.
★ Principio de la colocación de tuberías:
(1) En el círculo de límite de tuberías debe estar lleno de tubería.
② El número de tuberías de múltiples golpes debe intentar igualar el número de golpes.
③ El tubo del intercambiador de calor debe organizarse simétricamente.
4. Material
Cuando la placa del tubo en sí tiene el hombro convexo y está conectada con cilindro (o cabeza), se debe usar falsificación. Debido al uso de dicha estructura de la placa del tubo, generalmente se usan para mayor presión, inflamable, explosiva y toxicidad para ocasiones extremas y altamente peligrosas, los requisitos más altos para la placa del tubo, la placa del tubo también es más gruesa. Para evitar que el hombro convexo produzca escoria, delaminación y mejore las condiciones de tensión de fibra de hombro convexa, reduzca la cantidad de procesamiento, los materiales de ahorro, el hombro convexo y la placa del tubo forjada directamente de la forja general para fabricar la placa del tubo.
5. Interquangador de calor y conexión de placa de tubo
El tubo en la conexión de la placa del tubo, en el diseño del intercambiador de calor de la cáscara y el tubo, es una parte más importante de la estructura. No solo procesa la carga de trabajo, y debe hacer cada conexión en la operación del equipo para garantizar que el medio sin fugas y soportar la capacidad de presión media.
La conexión de tubo y placa de tubo son principalmente las siguientes tres maneras: una expansión; B soldadura; soldadura de expansión C
La expansión de la carcasa y el tubo entre la fuga de medios no causará consecuencias adversas de la situación, especialmente para la soldabilidad del material es pobre (como el tubo de intercambiador de calor de acero al carbono) y la carga de trabajo de la planta de fabricación es demasiado grande.
Debido a la expansión del extremo del tubo en la deformación plástica de soldadura, existe un estrés residual, con el aumento de la temperatura, la tensión residual desaparece gradualmente, de modo que el final del tubo para reducir el papel de sellado y unión, por lo que la expansión de la estructura por las limitaciones de presión y temperatura, generalmente aplicable a la presión de diseño ≤ 4MPA, el diseño de la temperatura ≤ 300 degrees, y en la baja la presión de diseño de la presión de diseño ≤ 4MPA, el diseño de la temperatura ≤ 300 degrees, y en la baja de la presión de diseño, y la presión de diseño, y en el diseño de la temperatura de la temperatura ≤ 300 degrees, y en el diseño de la presión, y en el diseño de la presión de diseño. vibraciones, sin cambios de temperatura excesivos y sin corrosión de estrés significativo.
La conexión de soldadura tiene las ventajas de producción simple, alta eficiencia y conexión confiable. A través de la soldadura, el tubo de la placa del tubo tiene un mejor papel en el aumento; Y también puede reducir los requisitos de procesamiento de orificios de la tubería, ahorrar tiempo de procesamiento, fácil mantenimiento y otras ventajas, debe usarse como una prioridad.
Además, cuando la toxicidad media es muy grande, el medio y la atmósfera mezclados son fáciles de explotar, el medio es radiactivo o dentro y fuera de la mezcla de material de la tubería tendrá un efecto adverso, para garantizar que las juntas estén selladas, pero también a menudo usan el método de soldadura. Método de soldadura, aunque las ventajas de muchos, porque no puede evitar completamente la "corrosión de grieta" y los nodos soldados de corrosión de estrés, y la pared delgada de la tubería y la placa de tubería gruesa es difícil de obtener una soldadura confiable entre.
El método de soldadura puede ser temperaturas más altas que la expansión, pero bajo la acción del estrés cíclico de alta temperatura, la soldadura es muy susceptible a las grietas de fatiga, el intervalo de tubo y el agujero del tubo, cuando se somete a medios corrosivos, para acelerar el daño de la articulación. Por lo tanto, hay unas juntas de soldadura y expansión utilizadas al mismo tiempo. Esto no solo mejora la resistencia a la fatiga de la articulación, sino que también reduce la tendencia de la corrosión de la grieta y, por lo tanto, su vida útil es mucho más larga que cuando se usa soldadura sola.
En qué ocasiones es adecuada para la implementación de juntas y métodos de soldadura y expansión, no existe un estándar uniforme. Por lo general, en la temperatura no es demasiado alta, pero la presión es muy alta o el medio es muy fácil de filtrar, el uso de la expansión de la resistencia y la soldadura de sellado (la soldadura de sellado se refiere simplemente a evitar fugas e implementación de la soldadura, y no garantiza la resistencia).
Cuando la presión y la temperatura son muy altas, el uso de la soldadura de resistencia y la expansión de la pasta (la soldadura de resistencia es incluso si la soldadura tiene un ajuste, pero también para garantizar que la junta tenga una gran resistencia a la tracción, generalmente se refiere a la resistencia de la soldadura es igual a la resistencia de la tubería bajo la carga axial cuando la soldadura). El papel de la expansión es principalmente eliminar la corrosión de la grieta y mejorar la resistencia a la fatiga de la soldadura. Se han estipulado dimensiones estructurales específicas del estándar (GB/T151), no entrarán en detalles aquí.
Para los requisitos de rugosidad de la superficie del orificio de la tubería:
A, cuando la conexión de soldadura por tubo del intercambiador de calor y placa de tubo, el valor de RA de rugosidad de la superficie del tubo no es mayor que 35um.
B, una sola conexión de expansión de la placa del tubo y un intercambio de calor, el valor de RA de la superficie del orificio del orificio del tubo no es mayor que la conexión de expansión de 12.5um, la superficie del orificio del tubo no debe afectar la opresión de expansión de los defectos, como a través de la puntuación longitudinal o espiral.
Iii. Cálculo de diseño
1. Cálculo del grosor de la pared de la cubierta (incluida la sección corta de la caja de tubería, la cabeza, el cálculo del grosor de la pared del cilindro del programa de la carcasa) tubería, el grosor de la pared del cilindro del programa del programa de la cubierta debe cumplir con el grosor mínimo de la pared en GB151, para el acero de carbono y el grosor mínimo de acero de acero de aleación bajo de acuerdo con el margen de corrosión C2 = 1 mm de 1 mm para el caso de C2 mayor que 1 mm, el espesor mínimo de la pared mínimo debe aumentar el shell de la cáscara de la cáscara de la cáscara de la carcasa de la carcasa de la cáscara de acuerdo con el margen de corrosión.
2. Cálculo del refuerzo de agujeros abiertos
Para la cáscara que usa el sistema de tubo de acero, se recomienda usar todo el refuerzo (aumente el grosor de la pared del cilindro o use el tubo de pared grueso); para la caja de tubo más gruesa en el agujero grande para considerar la economía en general.
No otro refuerzo debe cumplir con los requisitos de varios puntos:
① Presión de diseño ≤ 2.5MPA;
② La distancia central entre dos agujeros adyacentes no debe ser inferior al doble de la suma del diámetro de los dos agujeros;
③ Diámetro nominal del receptor ≤ 89 mm;
④ Takear el grosor mínimo de la pared debe ser la Tabla 8-1 requisitos (tome el margen de corrosión de 1 mm).
3. Brida
La brida del equipo que usa la brida estándar debe prestar atención a la brida y la junta, los sujetadores coinciden, de lo contrario se debe calcular la brida. Por ejemplo, escriba una brida de soldadura plana en el estándar con su junta coincidente para la junta blanda no metálica; Cuando el uso de la junta de devanado debe recalcularse para la brida.
4. Placa de tubería
Necesita prestar atención a los siguientes temas:
① Temperatura de diseño de placa de tubo: de acuerdo con las disposiciones de GB150 y GB/T151, debe tomarse no menos que la temperatura del metal del componente, pero en el cálculo de la placa del tubo no puede garantizar que el papel de los medios de proceso de la cubierta del tubo, y la temperatura del metal de la placa del tubo es difícil de calcular, generalmente se toma en el lado más alto de la temperatura de diseño de la temperatura de diseño de la placa del tubo.
② Intercambiador de calor de múltiples tubos: en el rango de área de tuberías, debido a la necesidad de configurar la estructura del ritmo del espaciador y la varilla de enlace y no pudo ser soportado por el área del intercambiador de calor AD: fórmula GB/T151.
③ El grosor efectivo de la placa del tubo
El grosor efectivo de la placa del tubo se refiere a la separación del rango de tubería del fondo del ritmo de la cabeza de la placa del tubo menos la suma de las siguientes dos cosas
A, margen de corrosión de tubería más allá de la profundidad de la profundidad de la parte del ritmo de la partición del rango de tubería
B, margen de corrosión del programa de carcasa y placa de tubo en el lado del programa de concha de la estructura de la profundidad del surco de las dos plantas más grandes
5. Juntas de expansión establecidas
En el intercambiador de calor de tubo y placa fijo, debido a la diferencia de temperatura entre el fluido en el curso del tubo y el fluido del curso del tubo, y el intercambiador de calor y la conexión fija de la placa y la placa del tubo, de modo que en el uso del estado, la diferencia de expansión de la carcasa y el tubo existe entre la carcasa y el tubo, el caparazón y el tubo a la carga axial. Para evitar el daño del intercambiador de cáscara y el calor, la desestabilización del intercambiador de calor, el tubo del intercambiador de calor del tubo, se debe colocar juntas de expansión para reducir la carga axial de la carcasa y el intercambiador de calor.
Generalmente, en el caparazón y la diferencia de temperatura de la pared del intercambiador de calor, es grande, es necesario considerar establecer la junta de expansión, en el cálculo de la placa del tubo, de acuerdo con la diferencia de temperatura entre las diversas condiciones comunes calculadas σt, σc, Q, una de las cuales no puede calificar, es necesario aumentar la articulación de expansión.
σt - tensión axial del tubo del intercambiador de calor
σc - Proceso de carcasa Estrés axial del cilindro
P-El tubo del intercambiador de calor y la conexión de la placa del tubo de la fuerza de extracción
IV. Diseño estructural
1. Caja de tubería
(1) Longitud de la caja de tubería
a. Profundidad interna mínima
① Para la apertura del curso de tubería individual de la caja de tubo, la profundidad mínima en el centro de la abertura no debe ser inferior a 1/3 del diámetro interno del receptor;
② La profundidad interna y externa del curso de la tubería debe garantizar que el área mínima de circulación entre los dos cursos no sea inferior a 1.3 veces el área de circulación del tubo del intercambiador de calor por curso;
b, la máxima profundidad interna
Considere si es conveniente soldar y limpiar las partes internas, especialmente para el diámetro nominal del intercambiador de calor múltiple más pequeño.
(2) Partición del programa separada
Grosor y disposición de la partición De acuerdo con GB151 Tabla 6 y Figura 15, para el grosor superior a 10 mm de la partición, la superficie de sellado debe recortarse a 10 mm; Para el intercambiador de calor del tubo, la partición debe colocarse en el orificio de la rotura (orificio de drenaje), el diámetro del orificio de drenaje es generalmente de 6 mm.
2. Haz de carcasa y tubo
① nivel de paquete de tubos
Ⅰ, ⅱ ⅱ Tubo de nivel de nivel, solo para acero al carbono, estándares domésticos de tubo de intercambiador de calor de acero de baja aleación, todavía se desarrollan "niveles más altos" y "nivel ordinario". Una vez que el tubo del intercambiador de calor doméstico se puede usar "tubería de acero más alta", acero al carbono, un paquete de tubo de intercambiador de calor de acero de baja aleación, no es necesario dividir el paquete de tubo de intercambiador de calor de acero de baja aleación.
Ⅰ, ⅱ El paquete de tubo de la diferencia se encuentra principalmente en el diámetro exterior del tubo del intercambiador de calor, la desviación del espesor de la pared es diferente, el tamaño y la desviación del orificio correspondiente son diferentes.
Grado ⅰ Bulto de tubo de requisitos de mayor precisión, para el tubo de intercambiador de calor de acero inoxidable, solo ⅰ ⅰ bulto de tubo; Para el tubo de intercambiador de calor de acero al carbono de uso común común
② Placa de tubo
A, desviación del tamaño del orificio del tubo
Tenga en cuenta la diferencia entre el paquete de tubo de nivel ⅰ ⅰ ⅱ
B, Groove de Partición del programa
Ⅰ La profundidad de la ranura generalmente no es inferior a 4 mm
Ⅱ Ancho de ranura de partición de subprograma: acero al carbono 12 mm; acero inoxidable 11 mm
Ⅲ Minute Range Partition La ranura de la esquina de la esquina es generalmente 45 grados, el ancho de la bisuga B es aproximadamente igual al radio R de la esquina de la junta de rango de minuto.
③ Placa de plegado
a. Tamaño del orificio de la tubería: diferenciado por nivel de paquete
B, altura de muesca de placa plegable
La altura de la muesca debe ser para que el fluido a través del espacio con la velocidad de flujo a través del paquete de tubo similar a la altura de la muesca generalmente se tome 0.20-0.45 veces el diámetro interno de la esquina redondeada, la muesca generalmente se corta en la fila de tubería debajo de la línea central o se corta en dos hileras de agujeros de tubería entre el pequeño puente (para facilitar la conveniencia de usar una tubería).
do. Orientación de muesca
Flujo limpio unidireccional, disposición de muesca hacia arriba y hacia abajo;
Gas que contiene una pequeña cantidad de líquido, muesca hacia arriba hacia la parte más baja de la placa plegable para abrir el puerto líquido;
Líquido que contiene una pequeña cantidad de gas, muesca hacia la parte más alta de la placa plegable para abrir el puerto de ventilación
La coexistencia de gas-líquido o el líquido contiene materiales sólidos, disposición de muesca izquierda y derecha, y abra el puerto líquido en el lugar más bajo
d. Grosor mínimo de la placa plegable; alcance máximo sin apoyo
mi. Las placas plegables en ambos extremos del paquete de tubo están lo más cerca posible de la entrada de la carcasa y los receptores de salida.
④tie barra
a, el diámetro y el número de varillas de unión
Diámetro y número según la Tabla 6-32, 6-33 selección, para garantizar que se pueda cambiar mayor o igual al área de sección transversal de la varilla de unión dada en la Tabla 6-33 bajo la premisa del diámetro y el número de barras de unión, pero su diámetro no debe ser inferior a 10 mm, el número de no menos de cuatro
B, la varilla de unión debe organizarse de la manera más uniforme posible en el borde exterior del paquete de tubo, para un intercambiador de calor de diámetro grande, en el área de la tubería o cerca del espacio de la placa de plegado, se debe organizar en un número apropiado de barras de unión, cualquier placa de plegado no debe ser inferior a 3 puntos de soporte
do. Ata la tuerca de la varilla, algunos usuarios requieren la siguiente soldadura de tuerca y placa plegable
⑤ Placa anti-Flush
a. La configuración de la placa anti-Flush es reducir la distribución desigual del fluido y la erosión del extremo del tubo del intercambiador de calor.
b. Método de fijación de la placa anti-Wachout
En la medida de lo posible, fijado en el tubo de paso fijo o cerca de la placa del tubo de la primera placa plegable, cuando la entrada de la carcasa se encuentra en la varilla no fijada en el costado de la placa del tubo, la placa anti-srrambling se puede soldar al cuerpo del cilindro
(6) Configuración de juntas de expansión
a. Ubicado entre los dos lados de la placa plegable
Para reducir la resistencia del fluido de la unión de expansión, si es necesario, en la articulación de expansión en el interior de un tubo de revestimiento, el tubo de revestimiento se debe soldar a la cubierta en la dirección del flujo de fluido, para intercambiadores de calor verticales, cuando la dirección del flujo de fluido hacia arriba
b. Juntas de expansión del dispositivo de protección para evitar el equipo en el proceso de transporte o el uso de tirar de la mala
(vii) La conexión entre la placa del tubo y la carcasa
a. Extensión se duplica como una brida
b. Placa de tubería sin brida (GB151 Apéndice G)
3. Bida de tubería:
① La temperatura de diseño mayor o igual a 300 grados, debe usarse la brida de tope.
② Para el intercambiador de calor no se puede utilizar para hacerse cargo de la interfaz para rendirse y descargar, debe colocarse en el tubo, el punto más alto del curso de la carcasa del purgador, el punto más bajo del puerto de descarga, el diámetro nominal mínimo de 20 mm.
③ El intercambiador de calor vertical se puede configurar el puerto de desbordamiento.
4. Apoyo: especies GB151 de acuerdo con las disposiciones del Artículo 5.20.
5. Otros accesorios
① Levantos
Calidad superior a 30 kg de caja oficial y cubierta de caja de tuberías debe establecerse orejetas.
② Cable superior
Para facilitar el desmantelamiento de la caja de tubería, la cubierta de la caja de la tubería debe colocarse en la placa oficial, cable de cubierta de la caja de tuberías.
V. Fabricación, requisitos de inspección
1. Placa de tubería
① Juntas de placa de tubo empalmado para inspección del 100% de rayos o UT, nivel calificado: RT: ⅱ UT: ⅰ Nivel;
② Además del acero inoxidable, el tratamiento térmico con alivio del estrés de la placa de tubería empalmada;
③ Desviación de ancho del puente de la placa del tubo: Según la fórmula para calcular el ancho del puente del agujero: B = (S - D) - D1
Ancho mínimo del puente del agujero: b = 1/2 (s - d) + c;
2. Tratamiento térmico de la caja de tubo:
Acero de carbono, acero de baja aleación soldado con una partición de rango dividido de la caja de tubería, así como la caja de tubería de las aberturas laterales, más de 1/3 del diámetro interno de la caja de tubería del cilindro, en la aplicación de soldadura para el tratamiento térmico de alivio de tensión, la superficie de sellado de la brida y la partición debe procesarse después del tratamiento térmico.
3. Prueba de presión
Cuando la presión del diseño del proceso de la carcasa es menor que la presión del proceso del tubo, para verificar la calidad del tubo del intercambiador de calor y las conexiones de la placa del tubo
① Presión del programa de carcasa para aumentar la presión de prueba con el programa de tubería consistente con la prueba hidráulica, para verificar si la fuga de juntas de tubería. (Sin embargo, es necesario asegurarse de que la tensión de la película primaria de la carcasa durante la prueba hidráulica sea ≤0.9relφ)
② Cuando el método anterior no es apropiado, la carcasa puede ser prueba hidrostática de acuerdo con la presión original después de pasar, y luego la capa para la prueba de fuga de amoníaco o la prueba de fuga de halógeno.
VI. Algunos problemas a tener en cuenta en las listas
1. Indique el nivel de paquete de tubo
2. El tubo del intercambiador de calor debe escribirse el número de etiquetado
3. Línea de contorno de tuberías de placa de tubo fuera de la línea continua gruesa cerrada
4. Los dibujos de ensamblaje deben etiquetarse
5. Agujados de descarga de juntas de expansión estándar, orificios de escape en las juntas de tubería, los enchufes de tubería deben estar fuera de la imagen
Tiempo de publicación: octubre-11-2023