I. Klassifisering av varmeveksler:
Rør- og skallvarmevekslere kan deles inn i følgende to kategorier i henhold til de strukturelle egenskapene.
1. Stiv struktur av skall- og rørvarmeveksleren: Denne varmeveksleren har blitt en fast rør- og platetype, og kan vanligvis deles inn i to typer enkeltrørs- og flerrørs-varianter. Fordelene er enkel og kompakt struktur, billig og mye brukt; ulempen er at røret ikke kan rengjøres mekanisk.
2. Rørvarmeveksler med temperaturkompensasjonsenhet: den kan gjøre den oppvarmede delen fri ekspansjon. Strukturen kan deles inn i:
① flytende varmeveksler: Denne varmeveksleren kan fritt utvides i den ene enden av rørplaten, det såkalte "flytende hodet". Temperaturforskjellen mellom rørveggen og skallveggen er stor, og rørbuntrommet må ofte rengjøres. Strukturen er imidlertid mer kompleks, og prosesserings- og produksjonskostnadene er høyere.
② U-formet rørvarmeveksler: Den har bare én rørplate, slik at røret kan utvide seg og trekke seg sammen fritt når det varmes opp eller kjøles ned. Strukturen til denne varmeveksleren er enkel, men arbeidsmengden ved produksjon av bøyningen er stor, og fordi røret må ha en viss bøyeradius, er utnyttelsesgraden av rørplaten dårlig, røret er vanskelig å rengjøre mekanisk, og det er vanskelig å demontere, og det er ikke lett å bytte ut rør, så det er nødvendig at væsken passerer gjennom rørene for å gjøre den ren. Denne varmeveksleren kan brukes ved store temperaturendringer, høye temperaturer eller høyt trykk.
③ Pakkboks-varmeveksler: Den har to former. Den ene er en rørplate med separate pakningsforseglinger på enden av hvert rør for å sikre fri utvidelse og sammentrekning av røret. Når antallet rør i varmeveksleren er svært lite, er denne strukturen, men avstanden mellom rørene er større enn den vanlige varmeveksleren, og strukturen er kompleks. Den andre formen er en flytende struktur i den ene enden av røret og skallet. Den flytende strukturen er en komplett pakningsforsegling. Strukturen er imidlertid ikke enkel å bruke ved stor diameter og høyt trykk. Pakkboks-varmevekslere brukes sjelden nå.
II. Gjennomgang av designforhold:
1. Ved design av varmeveksleren bør brukeren oppgi følgende designbetingelser (prosessparametere):
① rør, skallprogram driftstrykk (som en av betingelsene for å avgjøre om utstyret i klassen må leveres)
② rør, skallprogram driftstemperatur (innløp/utløp)
③ metallveggtemperatur (beregnet av prosessen (levert av brukeren))
④Materialnavn og egenskaper
⑤Korrosjonsmargin
⑥Antall programmer
⑦ varmeoverføringsområde
⑧ Spesifikasjoner for varmevekslerrør, arrangement (trekantet eller firkantet)
⑨ foldeplate eller antall støtteplater
⑩ isolasjonsmateriale og tykkelse (for å bestemme høyden på merkeskiltets seteutstikk)
(11) Maling.
Ⅰ. Hvis brukeren har spesielle krav, må brukeren oppgi merke og farge.
Ⅱ. Brukerne har ingen spesielle krav, designerne valgte selv
2. Flere viktige designforhold
① Driftstrykk: som en av betingelsene for å avgjøre om utstyret er klassifisert, må det oppgis.
② materialegenskaper: Hvis brukeren ikke oppgir materialets navn, må vedkommende oppgi materialets giftighetsgrad.
Fordi mediets toksisitet er relatert til ikke-destruktiv overvåking av utstyret, varmebehandling, smiingsnivået for den øvre klassen av utstyr, men også relatert til inndelingen av utstyr:
Tegningene i a, GB150 10.8.2.1 (f) viser at beholderen som inneholder ekstremt farlig eller svært farlig medium har en giftighet på 100 % RT.
b, 10.4.1.3-tegningene indikerer at beholdere som inneholder ekstremt farlige eller svært farlige medier for giftighet, bør varmebehandles etter sveising (sveisede skjøter av austenittisk rustfritt stål kan ikke varmebehandles)
c. Smistykker. Bruk av middels giftighet for ekstreme eller svært farlige smistykker bør oppfylle kravene i klasse III eller IV.
③ Rørspesifikasjoner:
Vanlig brukt karbonstål φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5
Rustfritt stål φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5
Plassering av varmevekslerrør: trekant, hjørnetrekant, firkant, hjørnekvadratisk.
★ Når mekanisk rengjøring er nødvendig mellom varmevekslerrørene, bør det brukes en firkantet anordning.
1. Dimensjonerende trykk, dimensjonerende temperatur, sveisefugekoeffisient
2. Diameter: DN <400 sylinder, bruk av stålrør.
DN ≥ 400 sylinder, med valset stålplate.
16" stålrør ------ med brukeren for å diskutere bruken av valset stålplate.
3. Oppsettdiagram:
I henhold til varmeoverføringsområdet og spesifikasjonene for varmeoverføringsrøret, tegn et oppsettdiagram for å bestemme antall varmeoverføringsrør.
Hvis brukeren oppgir et rørdiagram, men også for å se om rørene er innenfor rørgrensesirkelen.
★Prinsippet for rørlegging:
(1) I rørbegrensningssirkelen skal det være fullt av rør.
② antallet flertaktsrør bør forsøke å utjevne antall slag.
③ Varmevekslerrøret skal være symmetrisk plassert.
4. Materiale
Når selve rørplaten har en konveks skulder og er koblet til en sylinder (eller et hode), bør det brukes smiing. På grunn av bruken av en slik struktur brukes rørplaten vanligvis til høyere trykk, brannfarlige forhold, eksplosiver og toksisitet i ekstreme og svært farlige tilfeller. De høyere kravene til rørplaten gjør den også tykkere. For å unngå at den konvekse skulderen produserer slagg og delaminering, og for å forbedre fiberbelastningsforholdene i den konvekse skulderen, redusere mengden bearbeiding og spare materialer, smides den konvekse skulderen og rørplaten direkte ut av den samlede smiingen for å produsere rørplaten.
5. Varmeveksler og rørplatetilkobling
Rør- og rørplatetilkoblingen er en viktig del av strukturen i utformingen av skall-og-rør-varmeveksleren. Han må ikke bare håndtere arbeidsmengden, men også sørge for at hver tilkobling under drift av utstyret sikrer at mediet ikke lekker og tåler mediets trykkkapasitet.
Rør og rørplate kobles hovedsakelig på følgende tre måter: a ekspansjon; b sveising; c ekspansjonssveising
Utvidelse av skall og rør mellom medielekkasjer vil ikke forårsake negative konsekvenser, spesielt på grunn av dårlig sveiseevne (som karbonstålvarmevekslerrør) og for stor arbeidsmengde på produksjonsanlegget.
På grunn av utvidelsen av rørenden under sveising, oppstår det en restspenning. Med stigende temperatur forsvinner restspenningen gradvis. Rørenden reduserer dermed tettings- og limingsfunksjonen. Dette fører til utvidelse av strukturen på grunn av trykk- og temperaturbegrensninger. Dette gjelder vanligvis for designtrykk ≤ 4 MPa og designtemperaturer ≤ 300 grader, og under drift er det ingen voldsomme vibrasjoner, ingen overdrevne temperaturendringer eller betydelig spenningskorrosjon.
Sveiseforbindelse har fordelene med enkel produksjon, høy effektivitet og pålitelig tilkobling. Gjennom sveising spiller røret til rørplaten en bedre rolle i å øke; og kan også redusere kravene til rørhullbehandling, spare behandlingstid, enkelt vedlikehold og andre fordeler, bør det brukes som en prioritet.
I tillegg, når mediets toksisitet er svært høy, vil mediet og atmosfæren lett kunne eksplodere. Mediet er radioaktivt, eller blandingen av materialet på innsiden og utsiden av røret vil ha en negativ effekt. For å sikre at skjøtene er tette, brukes ofte sveisemetoder. Selv om sveisemetoden har mange fordeler, er det fordi den ikke helt kan unngå "spaltkorrosjon" og spenningskorrosjon i sveisede knuter, og det er vanskelig å få en pålitelig sveis mellom tynne rørvegger og tykke rørplater.
Sveisemetoden kan være ved høyere temperaturer enn ekspansjon, men under påvirkning av syklisk belastning ved høy temperatur er sveisen svært utsatt for utmattingssprekker og sprekker i rør og rørhull, og når den utsettes for korrosive medier, akselererer dette skaden på skjøten. Derfor brukes både sveise- og ekspansjonsskjøter samtidig. Dette forbedrer ikke bare skjøtens utmattingsmotstand, men reduserer også tendensen til spaltekorrosjon, og dermed er levetiden mye lengre enn ved kun sveising.
Det finnes ingen ensartet standard for hvilke tilfeller og metoder som er egnet for sveising og ekspansjonsfuger. Vanligvis brukes styrkeekspansjons- og tetningssveising dersom temperaturen ikke er for høy, men trykket er veldig høyt, eller mediet lett lekker (sveisetetning refererer ganske enkelt til å forhindre lekkasje og utføre sveisen, men garanterer ikke styrken).
Når trykk og temperatur er svært høye, brukes styrkesveising og pastaekspansjon (styrkesveising er selv om sveisen er tett, men for å sikre at skjøten har stor strekkfasthet, refererer vanligvis til at sveisens styrke er lik rørets styrke under aksialbelastning under sveising). Ekspansjonens rolle er hovedsakelig å eliminere spaltekorrosjon og forbedre utmattingsmotstanden til sveisen. Spesifikke strukturelle dimensjoner i standarden (GB/T151) er fastsatt, og vil ikke gå i detalj her.
For krav til overflateruhet på rørhull:
a, når varmevekslerrøret og rørplaten er sveiset sammen, er røroverflateruheten Ra-verdien ikke større enn 35 µM.
b. Hvis en enkelt varmevekslerrør og en rørplate er koblet sammen, skal overflateruheten Ra på rørhullet ikke være større enn 12,5 µM for ekspansjonskoblingen. Overflaten på rørhullet skal ikke påvirke ekspansjonstettheten til defekter, for eksempel langsgående eller spiralformede riller.
III. Designberegning
1. Beregning av skallets veggtykkelse (inkludert rørboksens korte seksjon, hode, beregning av skallprogramsylinderveggtykkelse) Rør og skallprogramsylinderveggtykkelse skal oppfylle minimumsveggtykkelsen i GB151. For karbonstål og lavlegert stål er minimumsveggtykkelsen i henhold til korrosjonsmarginen C2 = 1 mm. Hvis C2 er større enn 1 mm, bør minimumsveggtykkelsen på skallet økes tilsvarende.
2. Beregning av åpen hullarmering
For skall med stålrørsystem anbefales det å bruke hele armeringen (øk sylinderveggtykkelsen eller bruk tykkveggede rør); for tykkere rørkasser med store hullen, ta hensyn til totaløkonomien.
Ikke en annen forsterkning bør oppfylle kravene til flere punkter:
① designtrykk ≤ 2,5 MPa;
② Senteravstanden mellom to tilstøtende hull skal ikke være mindre enn det dobbelte av summen av diameteren til de to hullene;
③ Nominell diameter på mottakeren ≤ 89 mm;
④ minimum veggtykkelse bør overholde kravene i tabell 8-1 (korrosjonsmarginen på 1 mm bør overholdes).
3. Flens
Utstyrsflenser som bruker standardflenser, bør være oppmerksomme på at flensen og pakningen matcher festene, ellers bør flensen beregnes. For eksempel, type A flat sveiseflens i standarden med matchende pakning for ikke-metallisk myk pakning; når bruk av viklingspakning bør beregnes på nytt for flensen.
4. Rørplate
Må være oppmerksom på følgende problemstillinger:
① rørplatens designtemperatur: I henhold til bestemmelsene i GB150 og GB/T151 skal den ikke være lavere enn komponentens metalltemperatur, men ved beregning av rørplaten kan det ikke garanteres at rørskallets prosessmedium spiller en rolle. Metalltemperaturen på rørplaten er vanskelig å beregne. Den tas vanligvis på den høyere siden av designtemperaturen for rørplatens designtemperatur.
② flerrørsvarmeveksler: innenfor rørområdet, på grunn av behovet for å sette opp avstandsspor og strekkstangstruktur, og ikke støttet av varmevekslerområdet Annonse: GB/T151 formel.
③ Den effektive tykkelsen på rørplaten
Den effektive tykkelsen på rørplaten refererer til røravstanden mellom bunnen av skottsportykkelsen på rørplaten minus summen av følgende to ting
a, rørkorrosjonsmargin utover dybden av rørets dybdeområde for skillespordelen
b, korrosjonsmarginen på skallprogrammet og rørplaten i skallprogrammets side av strukturen til spordybden til de to største anleggene
5. Sett med ekspansjonsfuger
I den faste rør- og platevarmeveksleren, på grunn av temperaturforskjellen mellom væsken i røret og væsken i røret, og varmeveksleren og den faste forbindelsen mellom skallet og rørplaten, er det en forskjell i utvidelse av skallet og røret under bruk, noe som fører til aksial belastning på skallet og røret. For å unngå skade på skallet og varmeveksleren, destabilisering av varmeveksleren og at varmevekslerrøret løsner fra rørplaten, bør det settes opp ekspansjonsfuger for å redusere aksialbelastningen på skallet og varmeveksleren.
Generelt sett er temperaturforskjellen mellom skallet og varmevekslerveggen stor, og det er nødvendig å vurdere å stille inn ekspansjonsfugen. Ved beregning av rørplaten, i henhold til de vanlige temperaturforskjellene mellom σt, σc og q, der én av dem ikke kvalifiserer, er det nødvendig å øke ekspansjonsfugen.
σt - aksialspenning i varmevekslerrøret
σc - aksialspenning i skallprosessylinderen
q - Varmevekslerrøret og rørplatens forbindelse av avtrekkskraften
IV. Strukturell utforming
1. Rørboks
(1) Lengde på rørboks
a. Minimum indre dybde
① til åpningen av det enkle rørløpet i rørboksen, skal minimumsdybden i midten av åpningen ikke være mindre enn 1/3 av beholderens indre diameter;
② Den indre og ytre dybden på rørløpet bør sikre at minimumssirkulasjonsarealet mellom de to løpene ikke er mindre enn 1,3 ganger sirkulasjonsarealet til varmevekslerrøret per løp;
b, den maksimale innvendige dybden
Vurder om det er praktisk å sveise og rengjøre de indre delene, spesielt med tanke på den nominelle diameteren til den mindre flerrørsvarmeveksleren.
(2) Separat programpartisjon
Tykkelse og plassering av skilleveggen i henhold til GB151 tabell 6 og figur 15. For tykkelser større enn 10 mm på skilleveggen bør tetningsflaten trimmes til 10 mm. For rørvarmeveksleren bør skilleveggen settes opp på rivehullet (dreneringshullet), dreneringshullets diameter er vanligvis 6 mm.
2. Skall- og rørbunt
①Rørbuntnivå
Ⅰ, Ⅱ nivå rørbunt, kun for karbonstål, lavlegert stål varmevekslerrør innenlands standarder, er det fortsatt utviklet "høyere nivå" og "vanlig nivå". Når husholdningsvarmevekslerrør kan brukes med "høyere" stålrør, trenger ikke karbonstål, lavlegert stål varmevekslerrørbunt å deles inn i Ⅰ og Ⅱ nivå!
Forskjellen i rørbunt Ⅰ og Ⅱ ligger hovedsakelig i varmevekslerrørets ytre diameter, avviket i veggtykkelsen og det tilsvarende hullstørrelsen og avviket.
Rørbunt av grad Ⅰ med høyere presisjonskrav, for varmevekslerrør av rustfritt stål, kun Ⅰ-rørbunt; for det vanlige varmevekslerrøret av karbonstål
② Rørplate
a, avvik i rørhullstørrelse
Merk forskjellen mellom rørbunt på nivå Ⅰ og Ⅱ
b, programpartisjonssporet
Ⅰ spordybde er vanligvis ikke mindre enn 4 mm
Ⅱ underprogram partisjonssporbredde: karbonstål 12 mm; rustfritt stål 11 mm
Avfasingen av hjørnet på partisjonssporet i minuttområdet er vanligvis 45 grader, og avfasingsbredden b er omtrent lik radius R på hjørnet på minuttområdets pakning.
③ Sammenleggbar plate
a. Rørhullstørrelse: differensiert etter buntnivå
b, høyden på hakket i buefoldeplaten
Hakkets høyde bør være slik at væsken passerer gjennom gapet med strømningshastigheten over rørbunten, tilsvarende hakkets høyde, vanligvis tatt 0,20-0,45 ganger den indre diameteren av det avrundede hjørnet. Hakket kuttes vanligvis i rørraden under midtlinjen eller kuttes i to rader med rørhull mellom den lille broen (for å lette bruken av røret).
c. Hakkretning
Enveis ren væske, hakk opp og ned-arrangement;
Gass som inneholder en liten mengde væske, hakk oppover mot den laveste delen av den foldeplaten for å åpne væskeporten;
Væske som inneholder en liten mengde gass, hakk ned mot den høyeste delen av den sammenleggbare platen for å åpne ventilasjonsporten.
Sameksistens mellom gass og væske, eller væsken inneholder faste stoffer, hakk i venstre og høyre arrangement, og væskeporten åpnes på det laveste stedet.
d. Minimum tykkelse på foldeplate; maksimalt ustøttet spenn
e. Bretteplatene i begge ender av rørbunten er så nærme skallets innløps- og utløpsmottakere som mulig.
④Tilkoblingsstag
a, diameteren og antall strekkstenger
Diameter og antall i henhold til tabell 6-32, 6-33 valg, for å sikre at tverrsnittsarealet til strekkstangen er større enn eller likt tverrsnittsarealet angitt i tabell 6-33 under forutsetningen om at diameter og antall strekkstenger kan endres, men diameteren skal ikke være mindre enn 10 mm, antallet skal ikke være mindre enn fire
b. Strekkstangen bør plasseres så jevnt som mulig på ytterkanten av rørbunten. For varmevekslere med stor diameter bør det plasseres et passende antall strekkstenger i rørområdet eller nær gapet mellom foldeplatene. Det skal ikke være færre enn 3 støttepunkter på hver foldeplate.
c. Stagmutter, noen brukere krever følgende mutter og sammenleggbar plate sveising
⑤ Spylesikringsplate
a. Oppsettet av antispyleplaten er for å redusere ujevn fordeling av væske og erosjon av varmevekslerrørenden.
b. Festemetode for anti-utvaskingsplate
Så langt som mulig festet i røret med fast stigning eller nær rørplaten til den første foldeplaten, når skallinnløpet er plassert i den ikke-faste stangen på siden av rørplaten, kan anti-forvrengningsplaten sveises til sylinderhuset.
(6) Montering av ekspansjonsfuger
a. Plassert mellom de to sidene av den sammenleggbare platen
For å redusere væskemotstanden til ekspansjonsfugen, bør ekspansjonsfugen om nødvendig sveises til skallet i væskestrømmens retning i ekspansjonsfugen på innsiden av foringsrøret. For vertikale varmevekslere, når væskestrømmen er oppover, bør den settes opp i den nedre enden av foringsrørets utløpshull.
b. Ekspansjonsfuger på beskyttelsesanordningen for å forhindre at utstyret trekkes ut under transport eller brukes til å trekke i det dårlige
(vii) forbindelsen mellom rørplaten og skallet
a. Forlengelse fungerer også som en flens
b. Rørplate uten flens (GB151 tillegg G)
3. Rørflens:
① Ved en designtemperatur på 300 grader eller mer, bør det brukes en buttflens.
② for varmeveksleren kan ikke brukes til å overta grensesnittet for å gi opp og utløpe, bør plasseres i røret, det høyeste punktet på skallet på utluftingsporten, det laveste punktet på utløpsporten, med en minimum nominell diameter på 20 mm.
③ Vertikal varmeveksler kan settes opp med overløpsport.
4. Støtte: GB151-arter i henhold til bestemmelsene i artikkel 5.20.
5. Annet tilbehør
① Løfteører
Kvalitet større enn 30 kg, offisiell eske og rørboksdeksel bør settes med fester.
② toppledning
For å lette demonteringen av rørboksen, bør rørboksdekselet monteres på det offisielle platen, og den øvre ledningen på rørboksdekselet bør monteres.
V. Krav til produksjon og inspeksjon
1. Rørplate
① skjøtede rørplate-støtfuger for 100 % stråleinspeksjon eller UT, kvalifisert nivå: RT: Ⅱ UT: Ⅰ nivå;
② I tillegg til rustfritt stål, skjøtet rørplate spenningsavlastningsvarmebehandling;
③ avvik for bredde på hullbroen i rørplaten: i henhold til formelen for beregning av hullbroens bredde: B = (S - d) - D1
Minimumsbredde på hullbroen: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Varmebehandling av rørboks:
Karbonstål, lavlegert stål sveiset med en delt skillevegg i rørboksen, samt rørboksens sideåpninger med mer enn 1/3 av den indre diameteren til sylinderrørboksen. Ved sveising for spenningsavlastende varmebehandling, bør flens- og skilleveggforseglingsflaten behandles etter varmebehandling.
3. Trykktest
Når skallprosesstrykket er lavere enn rørprosesstrykket, for å kontrollere kvaliteten på varmevekslerrør- og rørplateforbindelsene
① Trykket i skallprogrammet økes i samsvar med den hydrauliske testen for å kontrollere om det er lekkasje i rørskjøtene. (Det er imidlertid nødvendig å sørge for at den primære filmspenningen i skallet under den hydrauliske testen er ≤0,9 ReLΦ)
② Når metoden ovenfor ikke er egnet, kan skallet gjennomgå en hydrostatisk test i henhold til det opprinnelige trykket etter at det har passert, og deretter kan skallet gjennomgå en ammoniakklekkasjetest eller halogenlekkasjetest.
VI. Noen punkter å merke seg på kartene
1. Angi nivået på rørbunt
2. Varmevekslerrøret skal merkes med merkingsnummeret
3. Rørplatens rørkonturlinje utenfor den lukkede tykke, heltrukne linjen
4. Monteringstegninger skal merkes med orientering av mellomrommet mellom foldeplatene
5. Standard utløpshull for ekspansjonsfuger, eksoshull på rørskjøtene og rørplugger skal være ute av bildet.
Publisert: 11. oktober 2023