一、不同结构型式换热器特点 1、设计条件2、设计压力和设计温度3、腐蚀裕量4、焊接接头系数5、设计寿命6、试验压力7、类别划分1、设计条件2、设计压力和设计温度3、腐蚀裕量4、焊接接头系数5、设计寿命6、试验压力7、类别划分二、管壳式换热器设计参数确定 1、设计条件管壳式热交换器的设计过程:工艺计算— 设备选型— 机械设计(材料选择、 强度计算、结构设计等)。A、 工艺设计条件工艺设计在换热器中占有主导地位,工艺设计条件至少包含以下内容:1、操作数据,包括介质、流量、温度、压力、热负荷等;2、物性数据,包括密度、比热、粘度、导热系数等;3、允许阻力降;4、其他:如操作弹性、工况、安装要求(几何尺寸、管口方位)等;GB/T151-2014给出了管壳式热交换器数据表(表B.1)P116。设计条件应由委托方以正式书面形式提出,并应有条件提出方的签署。工艺设计在换热器中占有主导地位,工艺设计条件至少包含以下内容:1、操作数据,包括介质、流量、温度、压力、热负荷等;2、物性数据,包括密度、比热、粘度、导热系数等;3、允许阻力降;4、其他:如操作弹性、工况、安装要求(几何尺寸、管口方位)等;GB/T151-2014给出了管壳式热交换器数据表(表B.1)P116。设计条件应由委托方以正式书面形式提出,并应有条件提出方的签署。二、管壳式换热器设计参数确定 B、机械设计条件经工艺专业传热计算和管壳程压力降计算后,确定了换热器型式、换热面积、换热管管径、管壳程数、折流板形式/块数/缺口布置及切割比例等,交由机械设计专业完成其详细设计。故机械设计是为了保证实现工艺计算中的传热和压降的一种手段。机械设计条件至少包含以下内容:1)设计所依据的主要标准和规范;2)操作参数(包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷以及疲劳工况等);3)使用地及其自然条件(包括环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等);4)介质组分与特性;5)预期使用年限;6)几何参数和管口方位;7)钢制管束等级;8)设计需要的其他必要条件(如管道外推力等)。参照GB/T151-2014附录B中B3.4 结构参数(P115)经工艺专业传热计算和管壳程压力降计算后,确定了换热器型式、换热面积、换热管管径、管壳程数、折流板形式/块数/缺口布置及切割比例等,交由机械设计专业完成其详细设计。故机械设计是为了保证实现工艺计算中的传热和压降的一种手段。机械设计条件至少包含以下内容:1)设计所依据的主要标准和规范;2)操作参数(包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷以及疲劳工况等);3)使用地及其自然条件(包括环境温度、抗震设防烈度、风和雪载荷等);4)介质组分与特性;5)预期使用年限;6)几何参数和管口方位;7)钢制管束等级;8)设计需要的其他必要条件(如管道外推力等)。参照GB/T151-2014附录B中B3.4 结构参数(P115)二、管壳式换热器设计参数确定 注意:固定管板式换热器的计算,在SW6程序中需要输入沿筒体长度平均温差和换热管沿长度平均温差,这两项为金属壁温。设计院做工艺计算时会有很详细的计算过程,这两个数据并不难得到,但对于一般的制造厂,并不具备工艺计算的能力,所以,我们常采用GB/T151附录B中给出的金属壁温计算方法。但采用该方法时,需要管壳程两侧流体相关的物性参数,如对流传热系数,污垢系数等数据,但往往因用户提供的数据有限,用公式计算会遇到很大的麻烦。在工程上我们采用取平均值的方法来估算金属壁温:注意:固定管板式换热器的计算,在SW6程序中需要输入沿筒体长度平均温差和换热管沿长度平均温差,这两项为金属壁温。设计院做工艺计算时会有很详细的计算过程,这两个数据并不难得到,但对于一般的制造厂,并不具备工艺计算的能力,所以,我们常采用GB/T151附录B中给出的金属壁温计算方法。但采用该方法时,需要管壳程两侧流体相关的物性参数,如对流传热系数,污垢系数等数据,但往往因用户提供的数据有限,用公式计算会遇到很大的麻烦。在工程上我们采用取平均值的方法来估算金属壁温:1 沿筒体长度平均温差:考虑有无保温层,若有,取壳程介质进/出口温度的平均值,若无,取壳程介质进口温度、出口温度及环境温度三者的平均值2 换热管沿长度平均温差等于管程介质进/出口温度的平均值1 沿筒体长度平均温差:考虑有无保温层,若有,取壳程介质进/出口温度的平均值,若无,取壳程介质进口温度、出口温度及环境温度三者的平均值2 换热管沿长度平均温差等于管程介质进/出口温度的平均值二、管壳式换热器设计参数确定 GB/T151-2104附录B P120:二、管壳式换热器设计参数确定 2 、设计压力和设计温度1)热交换器为多腔容器,其设计压力和设计温度的确定:按“各管各”原则,即分别按各自最苛刻的工作压力、工作温度确定其设计压力、设计温度。2)各受压元件的计算压力的确定:在各自的设计压力基础上确定。壳程主要受压元件如筒体的计算压力数值上取壳程设计压力,管程主要受压元件如管箱筒体、封头/平盖的计算压力数值上取管程设计压力。但立式换热器或直径较大的换热器的计算压力应考虑液柱(指操作介质而不是水压试验的介质)静压力(当元件所承受的液柱静压力小于5%的设计压力时,可忽略)。1)热交换器为多腔容器,其设计压力和设计温度的确定:按“各管各”原则,即分别按各自最苛刻的工作压力、工作温度确定其设计压力、设计温度。2)各受压元件的计算压力的确定:在各自的设计压力基础上确定。壳程主要受压元件如筒体的计算压力数值上取壳程设计压力,管程主要受压元件如管箱筒体、封头/平盖的计算压力数值上取管程设计压力。但立式换热器或直径较大的换热器的计算压力应考虑液柱(指操作介质而不是水压试验的介质)静压力(当元件所承受的液柱静压力小于5%的设计压力时,可忽略)。二、管壳式换热器设计参数确定 3)管壳程的设计温度应分别为壳程壳体、管箱壳体的设计温度(选取材料的依据) 。换热器涉及管壳程进出口介质4个温度,这4个温度是确定管壳程设计温度和各受压元件设计温度的依据。对于介质温度高于0 ℃者,常用管壳程进出口介质温度中较大值作为设计温度,对于介质温度低于0 ℃者,常用管壳程进出口介质温度中较小值作为设计温度。4)两侧受压的元件,如管板的计算压力的确定,要考虑6种工况,详见管板计算;其设计温度应按其金属温度确定。工程上,常按温度较恶劣一侧介质温度确定。5)对于类似U形管式换热器管板两侧成对法兰的设计,由于两侧的压力和温度及所用垫片可能不同,因此在螺栓的设计中应兼顾两侧的条件,要求以较大的螺栓载荷和较高的设计温度进行设计,且对法兰设计力矩应以此为基础进行计算。(GB150.3-2011 P194 注)3)管壳程的设计温度应分别为壳程壳体、管箱壳体的设计温度(选取材料的依据) 。换热器涉及管壳程进出口介质4个温度,这4个温度...