I. Klassificering av värmeväxlare:
Rörvärmeväxlare kan delas in i följande två kategorier beroende på strukturella egenskaper.
1. Styv struktur hos skal- och rörvärmeväxlare: Denna värmeväxlare har blivit en fast rör- och platttyp, och kan vanligtvis delas in i två typer av enrörs- och flerrörsmodeller. Dess fördelar är enkel och kompakt struktur, billig och flitig användning; nackdelen är att röret inte kan rengöras mekaniskt.
2. Rörvärmeväxlare med temperaturkompensationsanordning: den kan skapa fri expansion av den uppvärmda delen. Strukturen kan delas in i:
① Värmeväxlare med flytande huvud: Denna värmeväxlare kan fritt expandera i ena änden av rörplattan, det så kallade "flytande huvudet". Den appliceras på rörväggen och skalväggen, vilket gör att utrymmet i rörbuntet ofta rengörs. Strukturen är dock mer komplex och bearbetnings- och tillverkningskostnaderna är högre.
② U-formad rörvärmeväxlare: den har bara en rörplatta, så röret kan expandera och krympa fritt vid uppvärmning eller kylning. Värmeväxlarens struktur är enkel, men arbetsbelastningen för att tillverka böjningarna är stor, och eftersom röret måste ha en viss böjningsradie är utnyttjandet av rörplattan dåligt, röret är svårt att rengöra mekaniskt och demontera, och det är inte lätt att byta ut rören, så det krävs att vätskan passerar genom rören för att vara ren. Denna värmeväxlare kan användas vid stora temperaturförändringar, höga temperaturer eller högt tryck.
③ Packbox-typ värmeväxlare: den har två former, en är i rörplattan i änden av varje rör med en separat packningstätning för att säkerställa att röret expanderar och krymper fritt. När antalet rör i värmeväxlaren är mycket litet, används denna struktur innan användning, men avståndet mellan rören är större och mer komplext än hos vanliga värmeväxlare. Den andra formen är att röret och skalet är flytande i ena änden, och hela packningstätningen används i den flytande delen. Strukturen är enklare, men den är inte lätt att använda vid stor diameter och högt tryck. Packbox-typ värmeväxlare används sällan nuförtiden.
II. Granskning av konstruktionsförhållanden:
1. Värmeväxlarens design, användaren bör tillhandahålla följande designvillkor (processparametrar):
① rör, skalprogram driftstryck (som ett av villkoren för att avgöra om utrustningen i klassen måste tillhandahållas)
② rör, skalprogram driftstemperatur (inlopp/utlopp)
③ metallväggstemperatur (beräknad med hjälp av processen (tillhandahållen av användaren))
④Materialnamn och egenskaper
⑤Korrosionsmarginal
⑥Antalet program
⑦ värmeöverföringsområde
⑧ Specifikationer för värmeväxlarrör, arrangemang (triangelformad eller fyrkantig)
⑨ vikplatta eller antalet stödplattor
⑩ isoleringsmaterial och tjocklek (för att bestämma namnskyltens sätes utskjutande höjd)
(11) Färg.
Ⅰ. Om användaren har särskilda krav kan användaren ange varumärke, färg
Ⅱ. Användare har inga speciella krav, designerna själva har valt ut
2. Flera viktiga designvillkor
① Driftstryck: som ett av villkoren för att avgöra om utrustningen är klassificerad måste det tillhandahållas.
② materialegenskaper: om användaren inte anger materialets namn måste materialets toxicitetsgrad anges.
Eftersom mediets toxicitet är relaterad till icke-destruktiv övervakning av utrustningen, värmebehandling, smidesnivån för den övre klassens utrustning, men också relaterad till uppdelningen av utrustningen:
a, GB150 10.8.2.1 (f) ritningar visar att behållaren som innehåller extremt farligt eller mycket farligt medium har en toxicitet på 100 % RT.
b, 10.4.1.3 ritningar visar att behållare som innehåller extremt farliga eller mycket farliga medier för toxicitet bör värmebehandlas efter svetsning (svetsade fogar av austenitiskt rostfritt stål får inte värmebehandlas)
c. Smidestycken. Användning av medelhög toxicitet för extremt eller mycket farliga smidesstycken bör uppfylla kraven i klass III eller IV.
③ Rörspecifikationer:
Vanligt förekommande kolstål φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5
Rostfritt stål φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5
Arrangemang av värmeväxlarrör: triangel, hörntriangel, fyrkant, hörnkvadratisk.
★ När mekanisk rengöring krävs mellan värmeväxlarrören bör en fyrkantig anordning användas.
1. Dimensioneringstryck, dimensioneringstemperatur, svetsfogkoefficient
2. Diameter: DN <400 cylinder, användning av stålrör.
DN ≥ 400 cylinder, med valsad stålplåt.
16" stålrör ------ med användaren för att diskutera användningen av valsad stålplåt.
3. Översiktsdiagram:
Enligt värmeöverföringsområdet, rita ett layoutdiagram för att bestämma antalet värmeöverföringsrör.
Om användaren tillhandahåller ett rörledningsschema, men också för att granska att rörledningen ligger inom rörledningsgränscirkeln.
★Princip för rörläggning:
(1) I rörledningens gränscirkel ska det vara fullt av rör.
② antalet flertaktsrör bör försöka utjämna antalet slag.
③ Värmeväxlarröret ska vara symmetriskt placerat.
4. Material
När själva rörplattan har en konvex axel och är ansluten till en cylinder (eller ett huvud) bör smide användas. På grund av användningen av en sådan struktur används rörplattan generellt för högre tryck, brandfarliga, explosiva och toxiska tillstånd i extrema och mycket farliga situationer. Ju högre kraven på rörplattan är, desto tjockare är rörplattan. För att undvika slagg och delaminering från den konvexa axeln, och för att förbättra fiberspänningsförhållandena hos den konvexa axeln, minska mängden bearbetning och spara material, smides den konvexa axeln och rörplattan direkt från det övergripande smidet för att tillverka rörplattan.
5. Anslutning mellan värmeväxlare och rörplatta
Rör- och plattanslutningen i rörkonstruktionen är en viktig del av konstruktionen av skal-och-rörvärmeväxlare. Han behöver inte bara bearbeta arbetsbelastningen, utan måste även vid varje anslutning i drift av utrustningen säkerställa att mediet inte läcker och klarar av mediets tryckkapacitet.
Rör och rörplattas anslutning sker huvudsakligen på följande tre sätt: a expansion; b svetsning; c expansionssvetsning
Expansion av skal och rör mellan medieläckage kommer inte att orsaka negativa konsekvenser, särskilt på grund av dålig svetsbarhet (t.ex. värmeväxlarrör av kolstål) och för stor arbetsbelastning i tillverkningsanläggningen.
På grund av expansionen av röränden vid svetsplastisk deformation uppstår en kvarvarande spänning. Med stigande temperatur försvinner denna kvarvarande spänning gradvis. Rörändens roll för tätning och bindning minskar. Därför begränsas tryck- och temperaturbegränsningarna av strukturen. Generellt gäller detta för ett konstruktionstryck ≤ 4 MPa och en konstruktionstemperatur ≤ 300 grader. Vid drift uppstår inga våldsamma vibrationer, inga kraftiga temperaturförändringar eller någon betydande spänningskorrosion.
Svetsförbindningar har fördelarna med enkel produktion, hög effektivitet och tillförlitlig anslutning. Genom svetsning ökar rörets och rörplattans koppling bättre; och kan även minska kraven på rörhålsbearbetning, vilket sparar bearbetningstid, är enkelt underhåll och andra fördelar, vilket bör prioriteras.
Dessutom, när mediets toxicitet är mycket hög, kan mediet och atmosfären lätt explodera. Mediet är radioaktivt eller blandas med rörets inre och yttre material, vilket kan ha en negativ effekt. För att säkerställa att skarvarna är täta, används ofta svetsmetoden. Svetsmetoden har många fördelar, eftersom den inte helt kan undvika "spaltkorrosion" och spänningskorrosion i svetsade punkter, och det är svårt att få en tillförlitlig svets mellan tunna rörväggar och tjocka rörplåtar.
Svetsmetoden kan användas vid högre temperaturer än expansion, men under inverkan av cyklisk spänning vid hög temperatur är svetsen mycket känslig för utmattningssprickor och sprickor i rör och rörhål, vilket påskyndar skador på fogen när den utsätts för korrosiva medier. Därför används svets- och expansionsfogar samtidigt. Detta förbättrar inte bara fogens utmattningsmotstånd, utan minskar också tendensen till spaltkorrosion, vilket gör dess livslängd mycket längre än vid enbart svetsning.
Vid vilka tillfällen och metoder som är lämpliga för svetsning och expansionsfogar finns det ingen enhetlig standard. Vanligtvis används expansions- och tätningssvetsar för att förhindra läckage när temperaturen inte är för hög men trycket är mycket högt eller mediet lätt läcker (svetstätning avser helt enkelt att förhindra läckage och genomföra svetsningen, men garanterar inte hållfastheten).
Vid mycket höga tryck och temperaturer används hållfasthetssvetsning och pastaexpansion (hållfasthetssvetsning görs även vid tät svets, men säkerställer också att fogen har en hög draghållfasthet. Det syftar vanligtvis på att svetshållfastheten ska vara lika med rörets hållfasthet under axiell belastning vid svetsning). Expansionens roll är främst att eliminera spaltkorrosion och förbättra svetsens utmattningsbeständighet. Specifika strukturella dimensioner i standarden (GB/T151) har fastställts och kommer inte att gå in på detaljer här.
För krav på rörhålets ytjämnhet:
a, när värmeväxlarröret och rörplattan är svetsade ihop, är rörets ytjämnhet Ra-värde inte större än 35 µM.
b, för en enda värmeväxlarrör och rörplattans expansionsanslutning, rörhålets ytjämnhet Ra är inte större än 12,5 µM expansionsanslutning, rörhålets yta bör inte påverka expansionstätheten av defekter, såsom längsgående eller spiralformade snitt.
III. Konstruktionsberäkning
1. Beräkning av skalväggtjocklek (inklusive beräkning av rörlådans korta sektion, topp, skalprogramcylinderväggtjocklek) Rör, skalprogramcylinderväggtjocklek ska uppfylla minimiväggtjockleken i GB151. För kolstål och låglegerat stål är minsta väggtjocklek enligt korrosionsmarginalen C2 = 1 mm. Om C2 är större än 1 mm bör skalets minsta väggtjocklek ökas i enlighet därmed.
2. Beräkning av armering med öppna hål
För skalet med stålrörssystem rekommenderas att använda hela armeringen (öka cylinderväggstjockleken eller använd tjockväggiga rör); för tjockare rör, använd ett större hål för att beakta den totala ekonomin.
Inte ytterligare en förstärkning bör uppfylla kraven på flera punkter:
① konstruktionstryck ≤ 2,5 MPa;
② Centrumavståndet mellan två intilliggande hål bör inte vara mindre än dubbelt så stort som summan av de två hålens diameter;
③ Mottagarens nominella diameter ≤ 89 mm;
④ överväg den minsta väggtjockleken som anges i tabell 8-1 (överväg korrosionsmarginalen på 1 mm).
3. Fläns
Vid användning av standardflänsar bör man vara uppmärksam på att flänsen och packningen matchar fästelementen, annars bör flänsen beräknas. Till exempel, om en platt svetsfläns av typ A används i standarden med matchande packning för icke-metalliska mjukpackningar, bör lindningspackningar beräknas om för flänsen.
4. Rörplatta
Behöver vara uppmärksam på följande problem:
① rörplattans konstruktionstemperatur: Enligt bestämmelserna i GB150 och GB/T151 bör den användas för att inte vara lägre än komponentens metalltemperatur. Men vid beräkningen av rörplattan kan man inte garantera att rörhöljets processmedium spelar en roll. Det är svårt att beräkna rörplattans metalltemperatur. Den används generellt för att användas vid rörplattans konstruktionstemperatur vid den högre än den konstruktionstemperaturen.
② flerrörsvärmeväxlare: inom rörledningsområdet, på grund av behovet av att installera distansspår och dragstångsstruktur och inte kunde stödjas av värmeväxlarområdet Annons: GB/T151 formel.
③ Rörplattans effektiva tjocklek
Rörplattans effektiva tjocklek avser röravståndet mellan rörplattans botten av skottspårets tjocklek minus summan av följande två faktorer
a, rörkorrosionsmarginal bortom djupet av rörets djupområde, skiljeväggsspårdel
b, korrosionsmarginal för skalprogrammet och rörplattan på skalprogrammets sida av strukturen för spårdjupet hos de två största anläggningarna
5. Expansionsfogar satta
I den fasta rör- och plattvärmeväxlaren, på grund av temperaturskillnaden mellan vätskan i röret och vätskan i röret, och den fasta anslutningen mellan värmeväxlaren och plattan, uppstår det en skillnad i expansion mellan plattan och skalet vid användning, vilket leder till axiell belastning på plattan och skalet. För att undvika skador på plattan och skalet, destabilisering av värmeväxlaren och att värmeväxlarröret lossnar från plattan, bör expansionsfogar användas för att minska den axiella belastningen på plattan och skalet.
Generellt sett är temperaturskillnaden mellan skalet och värmeväxlarens vägg stor, och därför är det nödvändigt att ta hänsyn till inställningen av expansionsfogen. Vid beräkning av rörplattan, beroende på temperaturskillnaden mellan de olika vanliga förhållandena som beräknas för σt, σc och q, varav ett av dem inte uppfyller kraven, är det nödvändigt att öka expansionsfogen.
σt - axiell spänning i värmeväxlarröret
σc - axiell spänning i skalprocesscylindern
q - Värmeväxlarens rör och rörplattas anslutning av avdragskraften
IV. Strukturell utformning
1. Rörlåda
(1) Rörlådans längd
a. Minsta innerdjup
① till öppningen av rörlådans enkla rörbana, bör det minsta djupet i mitten av öppningen inte vara mindre än 1/3 av behållarens innerdiameter;
② rörlagrets inre och yttre djup bör säkerställa att den minsta cirkulationsarean mellan de två lagren inte är mindre än 1,3 gånger cirkulationsarean för värmeväxlarröret per lager;
b, det maximala innerdjupet
Överväg om det är lämpligt att svetsa och rengöra de inre delarna, särskilt med tanke på den nominella diametern på den mindre flerrörsvärmeväxlaren.
(2) Separat programpartition
Tjocklek och placering av skiljeväggen enligt GB151 tabell 6 och figur 15. För skiljeväggens tjocklek större än 10 mm bör tätningsytan trimmas till 10 mm. För rörvärmeväxlaren bör skiljeväggen placeras på rivhålet (dräneringshålet), dräneringshålets diameter är generellt 6 mm.
2. Rör- och skalpaket
①Rörbuntnivå
Ⅰ, Ⅱ nivå rörbunt, endast för kolstål, låglegerat stål värmeväxlarrör inhemska standarder, det finns fortfarande "högre nivå" och "vanlig nivå" utvecklade. Även om inhemska värmeväxlarrör kan användas "högre" stålrör, kolstål, låglegerat stål värmeväxlarrörsbunt behöver inte delas in i Ⅰ och Ⅱ nivå!
Skillnaden mellan Ⅰ och Ⅱ rörbunt ligger huvudsakligen i värmeväxlarrörets ytterdiameter, väggtjocklekens avvikelse och motsvarande hålstorlek och avvikelse.
Rörbunt av klass Ⅰ med högre precisionskrav, för värmeväxlarrör av rostfritt stål, endast Ⅰ rörbunt; för det vanligt förekommande värmeväxlarröret av kolstål
② Rörplatta
a, avvikelse i rörhålstorlek
Observera skillnaden mellan Ⅰ, Ⅱ nivårörsbunt
b, programpartitionens spår
Ⅰ spårdjupet är i allmänhet inte mindre än 4 mm
Ⅱ delprogram partitionsspårbredd: kolstål 12 mm; rostfritt stål 11 mm
Hörnavfasningen för partitionsspåret i minutintervallet är vanligtvis 45 grader, och avfasningsbredden b är ungefär lika med radien R för hörnet på minutintervallpackningen.
③Fällbar platta
a. Rörhålsstorlek: differentierad efter buntnivå
b, höjden på skåran i bågens vikplatta
Skårans höjd bör vara så att vätskan strömmar genom gapet med en flödeshastighet över rörknippet, liknande skårans höjd. Skårans höjd bör vanligtvis vara 0,20-0,45 gånger innerdiametern på det rundade hörnet. Skåran skärs vanligtvis i rörraden under mittlinjen eller i två rader med rörhål mellan den lilla bron (för att underlätta rörets bärkomfort).
c. Skårans orientering
Envägs ren vätska, skåra upp och ner arrangemang;
Gas som innehåller en liten mängd vätska, skåra uppåt mot den vikbara plattans nedersta del för att öppna vätskeporten;
Vätska som innehåller en liten mängd gas, skåra nedåt mot den högsta delen av den vikbara plattan för att öppna ventilationsporten.
Samexistens mellan gas och vätska eller om vätskan innehåller fasta ämnen, hakarna är placerade åt vänster och höger, och vätskeporten är öppnad på den lägsta platsen.
d. Minsta tjocklek på vikplattan; maximalt ostöttat spann
e. Vikplattorna i båda ändar av rörknippet är så nära skalets inlopps- och utloppsmottagare som möjligt.
④Drivstång
a, diametern och antalet dragstänger
Diameter och antal enligt tabell 6-32, 6-33 val, för att säkerställa att tvärsnittsarean för dragstången är större än eller lika med den som anges i tabell 6-33. Under förutsättning att diametern och antalet dragstänger kan ändras, men dess diameter får inte vara mindre än 10 mm, antalet får inte vara mindre än fyra.
b. Dragstången bör placeras så jämnt som möjligt i rörknippets ytterkant. För värmeväxlare med stor diameter bör ett lämpligt antal dragstänger placeras i rörområdet eller nära mellanrummet mellan vikplåten. Varje vikplåt bör ha minst 3 stödpunkter.
c. Dragstångsmutter, vissa användare kräver följande mutter och svetsplatta
⑤ Spolskyddsplåt
a. Spolplattans konstruktion är utformad för att minska ojämn vätskefördelning och erosion av värmeväxlarens rörände.
b. Fästningsmetod för anti-tvättplatta
Så långt som möjligt fixerat i röret med fast stigning eller nära rörplattan på den första vikplattan, när skalinloppet är beläget i den icke-fixerade stången på sidan av rörplattan, kan anti-förvrängningsplattan svetsas fast på cylinderkroppen.
(6) Montering av expansionsfogar
a. Placerad mellan de två sidorna av den vikbara plattan
För att minska vätskemotståndet i expansionsfogen, bör vid behov, i expansionsfogen på insidan av ett foderrör, foderröret svetsas till skalet i vätskeflödets riktning. För vertikala värmeväxlare, när vätskeflödet är uppåt, bör det placeras i den nedre änden av foderrörets utloppshål.
b. Skyddsanordningens expansionsfogar för att förhindra att utrustningen transporteras eller används för att dra i den dåliga
(vii) förbindelsen mellan rörplattan och skalet
a. Förlängning fungerar även som fläns
b. Rörplatta utan fläns (GB151 bilaga G)
3. Rörfläns:
① Vid en konstruktionstemperatur på 300 grader eller mer bör en stumfläns användas.
② för värmeväxlaren kan inte användas för att ta över gränssnittet för att ge upp och tömma, bör placeras i röret, den högsta punkten på avluftningsrörets skalbana, den lägsta punkten på utloppsporten, den minsta nominella diametern är 20 mm.
③ Vertikal värmeväxlare kan installeras med överflödesport.
4. Stöd: GB151-arter enligt bestämmelserna i artikel 5.20.
5. Andra tillbehör
① Lyftöglor
Kvalitet större än 30 kg, den officiella lådan och rörlådans lock ska vara monterade med fästen.
② övre ledning
För att underlätta demonteringen av rörlådan bör rörlådans lock monteras på den officiella brädan, rörlådans locks övre tråd.
V. Tillverkning, inspektionskrav
1. Rörplatta
① skarvade rörplattans stumfogar för 100 % strålinspektion eller UT, kvalificerad nivå: RT: Ⅱ UT: Ⅰ nivå;
② Förutom rostfritt stål, skarvade rörplåtar, värmebehandling med spänningsavlastning;
③ avvikelse för rörplattans hålbryggs bredd: enligt formeln för att beräkna hålbryggans bredd: B = (S - d) - D1
Minsta bredd på hålbryggan: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Värmebehandling av rörlåda:
Kolstål, låglegerat stål svetsat med en delad skiljevägg i rörlådan, såväl som rörlådans laterala öppningar med mer än 1/3 av cylinderrörlådans innerdiameter. Vid tillämpning av svetsning för spänningsavlastande värmebehandling bör fläns- och skiljeväggens tätningsyta bearbetas efter värmebehandling.
3. Tryckprovning
När skalprocessens konstruktionstryck är lägre än rörprocesstrycket, för att kontrollera kvaliteten på värmeväxlarens rör- och rörplattans anslutningar
① Tryck i skalprogrammet för att öka testtrycket med rörprogrammet i enlighet med det hydrauliska testet, för att kontrollera om det finns läckage i rörskarvarna. (Det är dock nödvändigt att säkerställa att skalets primära filmspänning under det hydrauliska testet är ≤0,9 ReLΦ)
② När ovanstående metod inte är lämplig kan skalet genomgå ett hydrostatiskt test enligt det ursprungliga trycket efter att det har passerat, och sedan kan skalet genomgå ett ammoniakläckagetest eller halogenläckagetest.
VI. Några saker att notera på sjökorten
1. Ange nivån på rörbunten
2. Värmeväxlarröret ska vara märkt med nummer.
3. Rörplattans rörledningskonturlinje utanför den slutna tjocka heldragna linjen
4. Monteringsritningar ska vara märkta med vikplattans mellanrumsorientering.
5. Standardutloppshål för expansionsfogar, avgashål på rörskarvarna och rörpluggar ska inte användas.
Publiceringstid: 11 oktober 2023