换热器之结构设计

1.管箱

(1)管箱的长度

a最小内侧深度

①向开孔的单管程管箱,开口中心处的最小深度应不小于接管内直径的1/3;

②管程的内外侧深度应保证两程之间的最小流通面积不小于每程换热管流通面积的1.3倍;


b最大内侧深度

考虑内件焊接和清理是否方便,尤其对于公称直径较小的多管程换热器。


(2)分程隔板

隔板的厚度和布置按GB151表6和图15,对于厚度大于10mm的分程隔板,密封面应削边至10mm;对于列管式换热器,隔板上应设置泪孔(排净孔),排净孔的直径一般为6mm。


2.壳体及管束

①管束级别

Ⅰ、Ⅱ级管束,仅仅针对碳钢、低合金钢换热管国内标准中还存在着“较高级”和“普通级”制订的。一旦国内换热管能够采用“较高级”钢管时,碳钢、低合金钢换热管束无需再分Ⅰ级和Ⅱ级

Ⅰ、Ⅱ管束的区别主要在于换热管的外径、壁厚偏差不同,相应地管孔尺寸和偏差不同

Ⅰ级管束的精度要求高一些,对于不锈钢换热管,只有Ⅰ级管束;对于常用的碳钢换热管


②管板

a管孔尺寸偏差

注意Ⅰ、Ⅱ级管束的区别


b分程隔板槽

Ⅰ槽深一般不小于4mm

Ⅱ分程隔板槽宽:碳钢12mm;不锈钢11mm

Ⅲ分程隔板槽拐角处的倒角一般为45度,倒角宽度b近似等于分程垫片的圆角半径R。


③折流板

a管孔尺寸:按管束级别区分

b弓形折流板的缺口高度

缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束的流速相近,缺口眩高一般取0.20—0.45倍的圆角内直径,缺口一般切在管排中心线以下或切于两排管孔的小桥之间(便于穿管方便)。

c缺口方位

单向清洁流体,缺口上下布置;

气体中含少量的液体,缺口朝上的折流板的最低处开通液口;

液体中含少量气体,缺口朝下的折流板的最高处开通气口

气液共存或液体中含有固体物料时,缺口左右布置,并在最低处开通液口

d折流板的最少厚度;最大无支撑跨距

e管束两端的折流板尽可能靠近壳程进出、口接管


④拉杆

a拉杆的直径和数量

直径和数量按表6-32,6-33选用,在保证大于或等于表6-33所给定的拉杆截面积的前提下,拉杆的直径和数量可以变动,但其直径不得小于10mm,数量不小于4根

b拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘,对于大直径的换热器,在布管区或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆,任何折流板应不小于3个支撑点

c拉杆螺母,有的用户要求下面一个螺母与折流板电焊


⑤防冲板

a防冲板的设置是为了减少流体的不均匀分布和对换热管端的冲蚀

b防冲板的固定方式

尽可能固定在定距管上或靠近管板的第一块折流板,当壳程进口位于非固定拉杆的管板的一侧时,防冲板可焊在筒体上


⑥膨胀节的设置

a位于两侧折流板之间

为了减少膨胀节的流体阻力,必要时可在膨胀节内侧设置一个衬筒,衬筒应在顺流体流动方向上与壳体焊接,对于立式换热器,当流体流动方向朝上时,应在衬筒下端设置排液孔

b膨胀节的保护装置,防止设备在运输过程中或使用中拉坏


⑦管板与壳体的连接

a延长部分兼作法兰

b不带法兰的管板(GB151附录G)


3.管法兰:  

①设计温度大于等于300度,应采用对接法兰。

②对于不能利用接管式接口进行放弃和排泄的换热器,应在管、壳程最高点设置放气口、最低点设置排液口,其最小公称直径为20mm。

③立式换热器可设置溢流口。


4.支座:按GB151种5.20条的规定。


5.其他附件

①吊耳

质量大于30Kg的官箱及管箱盖宜设置吊耳。

②顶丝

为了便于拆卸管箱、管箱盖,应在官板、管箱盖上设置顶丝。

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换热器 结构设计