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换热器设计计算时需注意的问题

作者:时间:2017-10-07 11:17:55浏览:

1、壳体壁厚计算

包括管箱短节、封头、壳程筒体的壁厚计算

管、壳程筒体壁厚应满足GB/T151中最小壁厚的规定,对于碳素钢和低合金钢最小壁厚是按腐蚀裕量C2=1mm考虑的,对于C2大于1mm的情况,壳体的最小壁厚应相应增加。

2、开孔补强计算

对于壳体采用钢管制的,建议采用整体补强(增加筒体壁厚或采用厚壁管);对于比较厚的管箱上开大孔考虑综合经济性,不另行补强应满足的几点要求:

①设计压力≤2.5Mpa

②相邻两孔中心距应不小于两孔直径之和的两倍

③接管公称直径≤89mm

④接管最小壁厚应按要求(接管腐蚀裕量为1mm)

3、法兰

设备法兰采用标准法兰时应注意法兰与垫片、紧固件的匹配,否则应对法兰进行计算。比如甲型平焊法兰在标准中与其匹配的垫片为非金属软垫片;当采用缠绕垫片应对法兰重新计算。

4、管板

需注意以下几个问题:

①管板的设计温度:根据GB/T150及GB/T151的规定,应取不低于元件的金属温度,但在管板计算中无法保证管、壳程介质作用,且管板的金属温度很难计算,故一般取较高侧的设计温度为管板的设计温度(标准释义)

②多管程换热器:在布管区范围内,因设置隔板槽和拉杆结构的需要而未能被换热器支承的面积,对于正三角形、正方形排列,按GB/T151公式计算

③管板的有效厚度

管板的有效厚度系指管程分程隔板槽底部的管板厚度减去下列二者之和

a管程腐蚀裕量超出管程隔板槽深度的部分

b壳程腐蚀裕量与管板在壳程侧的结构开槽深度二者中的最大值

5、膨胀节的设置

在固定管板换热器中,由于管程内流体与管程流体之间具有温差,而换热器和壳体与管版固定连接,这样在使用状态时,壳体与管子之间有膨胀差存在,壳体和管子受到轴向载荷。为了避免壳体和换热器破坏、换热器失稳、换热管从管板上拉脱,就应设置膨胀节,以降低壳体和换热器的轴向载荷

一般在壳体和换热器壁温差较大时,需考虑设置膨胀节,在管板计算中,按有温差的各种共况计算出δ、τ、q,其中有一个不合格时,就需增加膨胀节

δ——换热管轴向应力

τ——壳程圆筒轴向应力

q——换热管与管板连接的拉脱力 

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