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换热器详细设计

1.设计压力,设计温度,焊接接头系数
2.直径:DN<400的圆筒,采用钢管。
       DN≥400的圆筒,采用钢板卷制。
       16”钢管------与用户商量采用钢板卷制。
3.布置图:

根据换热面积、换热管规格画布置图,确定换热管数量。

如果用户提供了布管图,也要复核布管是否在布管限定圆以内。

   ★布管的原则:

   ①在布管限定圆内应布满管。

   ②多管程的各管程数应尽量相等。

   ③换热管应对称排列。


4.材料

管板本身具有凸肩并与圆筒(或封头)连接时,应采用锻件。由于采用此种结构的管板一般都用于压力较高、易燃、易爆、以及毒性程度为极度、高度危害的场合, 对管板要求较高,管板也较厚。为避免凸肩处产生加渣、分层、及改善凸肩处纤维受力的状况,减少加工量,节约材料,采用凸肩与管板直接锻造出来的整体锻件来制造管板。


5.换热器与管板的连接方式

管子于管板的连接,在管壳式换热器的设计中是一个比较重要的结构部分。他不仅加工工作量大,而且必须使每一个连接处在设备运作中,保证介质无泄漏及承受介质压力能力。


管子与管板的连接方式主要有以下三种:a胀接;b焊接;c胀焊接

胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况,特别适用于材料可焊性差(如碳钢换热管)及制造厂的工作量过大的情况。


由于胀接管端处在焊接时产生塑性变 形,存在着残余应力,随着温度的升高,残余应力逐渐消失,这样使管端处降低密封和结合力的作用,所以胀接结构受到压力和温度的限制,一般适用于设计压力 ≤4Mpa,设计温度≤300度,并且在操作中无剧烈地震动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。


焊接连接具有生产简单、效率高、连接可靠的优点。通过焊接,使管子对管板有较好的增将作用;并且还有可降低管孔加工要求,节约加工工时,检修方便等优点,故应优先采用。


此外,当介质毒性很大,介质和大气混合 易发生爆炸介质有放射性或管内外物料混合会产生不良影响时,为确保接头密封,也常采用焊接法。焊接法虽然优点甚多,因为他并不能完全避免“缝隙腐蚀”和焊 接节点的应力腐蚀,而且薄管壁和厚管板之间也很难得到可靠的焊缝。


焊接法虽然较胀接可以乃更高的温度,但是在高温循环应力的作用下,焊口极易发生疲劳裂 纹,列管与管孔存在间隙,当受到腐蚀介质的侵蚀时,以会加速接头的损坏。因此,就产生了焊接和胀接同时使用的方法。这样不但能提高接头的抗疲劳性能,同时 可以降低缝隙腐蚀倾向,因而其使用寿命比单用焊接时长的多。


在什么场合下适宜施行焊、胀接并用的方法,目前尚无统一标准。通常在温度不太高而压力很高或介 质极易渗漏时,采用强度胀加密封焊(密封焊是指单纯防止渗漏而施行的焊接,并不保证强度)。


当在压力和温度都很高的情况下,则采用强度焊加贴胀,(强度焊 是即使焊缝有严密性,又能保证接头具有较大的拉脱力,通常是指焊缝强度等于管子轴向负荷下的强度时的焊接)。贴胀的作用主要是消除缝隙腐蚀和提高焊缝的抗 疲劳性能。具体的结构尺寸标准中(GB/T151)已有规定,在此不再详述。 


对于管孔表面粗糙度的要求:

a当换热管与管板焊接连接时,管的表面粗糙度Ra值不大于35uM。

b单换热管与管板胀接联接时,管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5uM胀接连接时,管孔表面不应有影响胀接紧密性的缺陷,如贯通的纵向或螺旋状刻痕等。

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换热器 参数

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