I. Classificação do trocador de calor:
O trocador de calor da concha e do tubo pode ser dividido nas duas categorias a seguir, de acordo com as características estruturais.
1. Estrutura rígida do trocador de calor da concha e do tubo: este trocador de calor se tornou um tipo fixo de tubo e placa, geralmente pode ser dividido em faixa de tubo único e alcance de dois tipos de tubos de dois tipos. Suas vantagens são estrutura simples e compacta, barata e amplamente usada; A desvantagem é que o tubo não pode ser limpo mecanicamente.
2. Trocador de calor de casca e tubo com dispositivo de compensação de temperatura: ele pode fazer a parte aquecida da expansão livre. A estrutura do formulário pode ser dividida em:
① Trocador de calor do tipo de cabeça flutuante: Este trocador de calor pode ser expandido livremente em uma extremidade da placa do tubo, a chamada "cabeça flutuante". Ele se aplica à parede de tubo e à diferença de temperatura da parede da concha é grande, o espaço do pacote de tubos é frequentemente limpo. No entanto, sua estrutura é mais complexa, os custos de processamento e fabricação são maiores.
② Trocador de calor de tubo em forma de U: Ele possui apenas uma placa de tubo, para que o tubo possa ser livre para expandir e contrair quando aquecido ou resfriado. A estrutura desse trocador de calor é simples, mas a carga de trabalho da fabricação da curva é maior e, como o tubo precisa ter um certo raio de flexão, a utilização da placa do tubo é baixa, o tubo é limpo mecanicamente difícil de desmontar e a substituição dos tubos não é fácil; portanto, é necessário passar por tubos que o fluido é limpo. Este trocador de calor pode ser usado para grandes alterações de temperatura, alta temperatura ou ocasiões de alta pressão.
③ Trocador de calor do tipo caixa de embalagem: possui duas formas, uma está na placa do tubo no final de cada tubo, possui uma vedação de embalagem separada para garantir que a expansão e contração livre do tubo, quando o número de tubos no trocador de calor é muito pequeno, antes do uso dessa estrutura, mas a distância entre o tubo que o trocador geral de calor é grande, a estrutura complexa. Outra forma é feita em uma extremidade da estrutura flutuante do tubo e da concha, no local flutuante usando o selo inteiro, a estrutura é mais simples, mas essa estrutura não é fácil de usar no caso de grande diâmetro e alta pressão. O trocador de calor do tipo caixa de enchimento raramente é usado agora.
Ii. Revisão das condições de projeto:
1. Design do trocador de calor, o usuário deve fornecer as seguintes condições de design (parâmetros de processo):
① Tubo, Programa de Shell Pressão operacional (como uma das condições para determinar se o equipamento da classe deve ser fornecido)
② Tubo, Programa de concha de temperatura operacional (entrada / saída)
③ Temperatura da parede de metal (calculada pelo processo (fornecido pelo usuário))
④ Nome e características do material
⑤ Margem de corrosão
⑥ O número de programas
⑦ Área de transferência de calor
⑧ Especificações do tubo do trocador de calor, arranjo (triangular ou quadrado)
⑨ Placa dobrável ou o número de placa de suporte
⑩ Material de isolamento e espessura (para determinar a altura saliente da placa de identificação)
(11) pintura.
Ⅰ. Se o usuário tiver requisitos especiais, o usuário para fornecer marca, cor
Ⅱ. Os usuários não têm requisitos especiais, os próprios designers selecionados
2. Várias condições de design -chave
① Pressão operacional: Como uma das condições para determinar se o equipamento é classificado, ele deve ser fornecido.
② Características do material: se o usuário não fornecer o nome do material deverá fornecer o grau de toxicidade do material.
Como a toxicidade do meio está relacionada ao monitoramento não destrutivo do equipamento, tratamento térmico, ao nível de perdoas da classe alta de equipamentos, mas também relacionada à divisão de equipamentos:
A, GB150 10.8.2.1 (f) Desenhos indicam que o contêiner que mantém um meio de toxicidade extremamente perigoso ou altamente perigoso de toxicidade 100%.
B, 10.4.1.3 Desenhos indicam que os recipientes que mantêm meios extremamente perigosos ou altamente perigosos para toxicidade devem ser o tratamento térmico pós-soldado (articulações soldadas do aço inoxidável austenítico podem não ser tratadas pelo térmico)
c. Esquecimento. O uso de toxicidade média para foros extremos ou altamente perigosos deve atender aos requisitos da Classe III ou IV.
③ Especificações do tubo:
Aço de carbono comumente usado φ19 × 2, φ25 × 2,5, φ32 × 3, φ38 × 5
Aço inoxidável φ19 × 2, φ25 × 2, φ32 × 2,5, φ38 × 2.5
Arranjo dos tubos do trocador de calor: triângulo, triângulo de canto, quadrado, quadrado de canto.
★ Quando a limpeza mecânica é necessária entre os tubos do trocador de calor, deve ser usado um arranjo quadrado.
1. Pressão de projeto, temperatura de projeto, coeficiente de junta de soldagem
2. Diâmetro: DN <400 cilindro, o uso do tubo de aço.
DN ≥ 400 cilindros, usando placa de aço enrolada.
Tubo de aço de 16 "------ com o usuário para discutir o uso da placa de aço enrolada.
3. Diagrama de layout:
De acordo com a área de transferência de calor, as especificações do tubo de transferência de calor para desenhar o diagrama de layout para determinar o número de tubos de transferência de calor.
Se o usuário fornecer um diagrama de tubulação, mas também para revisar a tubulação está dentro do círculo de limite de tubulação.
★ Princípio da colocação do tubo:
(1) No círculo de limite de tubulação, deve estar cheio de tubo.
② O número de tubos de vários tempos deve tentar equalizar o número de traços.
③ O tubo do trocador de calor deve ser organizado simetricamente.
4. Material
Quando a placa do tubo em si tem ombro convexo e está conectado com o cilindro (ou a cabeça), deve ser usado forjamento. Devido ao uso dessa estrutura da placa do tubo, geralmente são usados para maior pressão, inflamável, explosiva e toxicidade para ocasiões extremas e altamente perigosas, os requisitos mais altos para a placa do tubo, a placa do tubo também é mais espessa. Para evitar o ombro convexo para produzir escória, delaminação e melhorar as condições de estresse convexo da fibra do ombro, reduzir a quantidade de processamento, salvar materiais, o ombro convexo e a placa do tubo forjam diretamente a forjamento geral para fabricar a placa do tubo.
5. Trocador de calor e conexão da placa de tubo
Tubo na conexão da placa do tubo, no projeto do trocador de calor da concha e do tubo é uma parte mais importante da estrutura. Ele não apenas processando a carga de trabalho e deve fazer com que cada conexão na operação do equipamento para garantir que o meio sem vazamento e suporta a capacidade de pressão média.
A conexão da placa de tubo e tubo são principalmente as três maneiras a seguir: uma expansão; B Soldagem; C Soldagem em expansão
A expansão da concha e do tubo entre o vazamento da mídia não causará consequências adversas da situação, especialmente para a soldabilidade do material, é ruim (como o tubo de trocador de calor de aço de carbono) e a carga de trabalho da fábrica é muito grande.
Devido à expansão da extremidade do tubo na deformação plástica de soldagem, há um estresse residual, com o aumento da temperatura, a tensão residual desaparece gradualmente, de modo que o final do tubo para reduzir o papel da seleção e da ligação, a expansão da estrutura e a temperatura e a temperatura geralmente aplica a pressão do projeto ≤ 4MPA Vibrações, sem alterações excessivas de temperatura e sem corrosão significativa ao estresse.
A conexão de soldagem tem as vantagens de produção simples, alta eficiência e conexão confiável. Através da soldagem, o tubo na placa do tubo tem um papel melhor no aumento; e também pode reduzir os requisitos de processamento de orifícios do tubo, economizando tempo de processamento, fácil manutenção e outras vantagens, deve ser usado como uma questão de prioridade.
Além disso, quando a toxicidade média é muito grande, o meio e a atmosfera misturados fáceis de explodir, o meio é radioativo ou dentro e fora da mistura de material do tubo terão um efeito adverso, a fim de garantir que as juntas sejam seladas, mas também costumam usar o método de soldagem. O método de soldagem, embora as vantagens de muitos, porque ele não pode evitar completamente a "corrosão da fenda" e os nós soldados de corrosão do estresse, e a parede fina e a placa de tubo grossa é difícil de obter uma solda confiável.
O método de soldagem pode ser temperaturas mais altas que a expansão, mas, sob a ação do estresse cíclico de alta temperatura, a solda é muito suscetível a rachaduras de fadiga, espaço do furo do tubo e do tubo, quando sujeitas a meios corrosivos, para acelerar os danos da articulação. Portanto, há uma junta de soldagem e expansão usada ao mesmo tempo. Isso não apenas melhora a resistência à fadiga da articulação, mas também reduz a tendência de corrosão de fendas e, portanto, sua vida útil é muito mais longa do que quando a soldagem sozinha é usada.
Em que ocasiões são adequadas para a implementação de juntas e métodos de soldagem e expansão, não há padrão uniforme. Geralmente, na temperatura não é muito alta, mas a pressão é muito alta ou o meio é muito fácil de vazar, o uso da expansão de resistência e a solda de vedação (a solda de vedação se refere simplesmente a impedir o vazamento e a implementação da solda e não garante a força).
Quando a pressão e a temperatura são muito altas, o uso de soldagem de resistência e expansão de pasta (a soldagem da força é mesmo que a solda tenha uma força, mas também para garantir que a articulação tenha uma grande resistência à tração, geralmente se refere à força da solda é igual à resistência do tubo sob carga axial quando a soldagem). O papel da expansão é principalmente eliminar a corrosão do fenda e melhorar a resistência à fadiga da solda. Dimensões estruturais específicas do padrão (GB/T151) foram estipuladas, não entrarão em detalhes aqui.
Para os requisitos de rugosidade da superfície do orifício do tubo:
A, quando o tubo de trocador de calor e a conexão de soldagem da placa do tubo, o valor da rugosidade da superfície do tubo não é maior que 35um.
B, uma única conexão de expansão do tubo de trocador de calor e da placa do tubo, o valor da rugosidade da superfície do orifício do tubo não é maior que a conexão de expansão de 12,5um, a superfície do orifício do tubo não deve afetar o aperto da expansão dos defeitos, como através da pontuação longitudinal ou espiral.
Iii. Cálculo do projeto
1. Cálculo da espessura da parede da concha (incluindo seção curta da caixa de tubo, cabeça, cálculo da espessura da parede do cilindro de concha), a espessura da parede do cilindro do programa deve atender à espessura mínima da parede em GB151, para aço carbono e a baixa espessura da parede de shell é de acordo com a margem de corrosão C2 = 1 mm de considerações de gaiolas de C2 maior que 1mm, o mínimo.
2. Cálculo do reforço de orifício aberto
Para a concha usando o sistema de tubo de aço, é recomendável usar todo o reforço (aumente a espessura da parede do cilindro ou use tubo de parede grossa); Para a caixa de tubo mais espessa no grande buraco para considerar a economia geral.
Nenhum outro reforço deve atender aos requisitos de vários pontos:
① Pressão de projeto ≤ 2,5MPa;
② A distância central entre dois orifícios adjacentes não deve ser inferior a duas vezes a soma do diâmetro dos dois orifícios;
③ Diâmetro nominal do receptor ≤ 89 mm;
④ Assumir a espessura mínima da parede deve ser a Tabela 8-1 (assumir a margem de corrosão de 1 mm).
3. Flange
O flange do equipamento usando flange padrão deve prestar atenção ao flange e à junta, os prendedores correspondem, caso contrário, o flange deve ser calculado. Por exemplo, digite um flange de solda plana no padrão com sua junta correspondente para junta macia não metálica; Quando o uso da junta enrolada deve ser recalculada para o flange.
4. Placa de tubo
Precisa prestar atenção aos seguintes problemas:
① Temperatura do projeto da placa do tubo: de acordo com as disposições de GB150 e GB/T151, devem ser tomadas não menos que a temperatura metálica do componente, mas no cálculo da placa do tubo não pode garantir que a função de mídia de concha de tubo e a temperatura da placa do tubo da tubo é difícil de calcular.
② Trocador de calor de vários tubos: na faixa de área de tubulação, devido à necessidade de configurar a ranhura do espaçador e a estrutura da haste do tirador e não foi suportada pela fórmula da área do trocador de calor: fórmula GB/T151.
③A espessura efetiva da placa do tubo
A espessura efetiva da placa do tubo refere -se à separação da faixa do tubo da parte inferior da espessura da ranhura da antepara da placa do tubo menos a soma das duas coisas a seguir
A, margem de corrosão do tubo além da profundidade da profundidade da parte da ranhura da partição da faixa de tubos
B, margem de corrosão do programa Shell e placa de tubo no lado do programa Shell da estrutura da profundidade da ranhura das duas maiores plantas
5. Conjunto de juntas de expansão
No trocador de calor do tubo e da placa fixo, devido à diferença de temperatura entre o fluido no curso do tubo e o fluido do curso do tubo, e o trocador de calor e a conexão fixa de casca e placa do tubo, de modo que, no uso do estado, a diferença de expansão da concha e do tubo exista entre a concha e o tubo, o casco e o tubo para a carga axial. Para evitar danos causados pelo trocador de casca e calor, desestabilização do trocador de calor, tubo de trocador de calor da placa do tubo, ele deve ser configurado juntas de expansão para reduzir a carga axial do trocador de concha e calor.
Geralmente, na diferença de temperatura da parede do trocador de casca e calor é grande, é necessário considerar definir a junta de expansão, no cálculo da placa do tubo, de acordo com a diferença de temperatura entre as várias condições comuns calculadas σt, σc, q, uma das quais não se qualifica, é necessário aumentar a articulação de expansão.
σt - tensão axial do tubo do trocador de calor
σC - Cilindro de shell Cilindro axial tensão
P-o tubo de trocador de calor e a conexão da placa do tubo da força de tração
4. Projeto estrutural
1. Caixa de tubo
(1) Comprimento da caixa de tubo
um. Profundidade interna mínima
① Para a abertura do curso de tubo único da caixa de tubo, a profundidade mínima no centro da abertura não deve ser inferior a 1/3 do diâmetro interno do receptor;
② A profundidade interna e externa do curso de tubulação deve garantir que a área de circulação mínima entre os dois cursos não seja inferior a 1,3 vezes a área de circulação do tubo do trocador de calor por curso;
B, a profundidade máxima interna
Considere se é conveniente soldar e limpar as partes internas, especialmente para o diâmetro nominal do menor trocador de calor de vários tubos.
(2) Partição de programa separada
Espessura e disposição da partição de acordo com a GB151 Tabela 6 e Figura 15, para a espessura superior a 10 mm da partição, a superfície de vedação deve ser aparada para 10 mm; Para o trocador de calor do tubo, a partição deve ser configurada no orifício de rasgo (orifício de drenagem), o diâmetro do orifício de drenagem é geralmente de 6 mm.
2 pacote de casca e tubo
① Nível do pacote de tube
Ⅰ, ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ Pacote de tubo de nível, apenas para aço carbono, padrões domésticos de trocador de calor de aço com baixa liga de aço, ainda existem "nível mais alto" e "nível comum" desenvolvidos. Uma vez que o tubo de trocador de calor doméstico puder ser usado "mais alto" tubo de aço, aço carbono, o pacote de tubo de trocador de calor de aço de baixa liga não precisa ser dividido no nível ⅰ e ⅱ!
Ⅰ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ ⅱ pacote da diferença está principalmente no tubo do trocador de calor do diâmetro externo, o desvio da espessura da parede é diferente, o tamanho e o desvio do orifício correspondentes são diferentes.
Pacote de tubo de grau de requisitos de precisão mais alta, para tubo de trocador de calor de aço inoxidável, apenas ⅰ ⅰ pacote de tubo; Para o tubo de trocador de calor de aço de carbono comumente usado
② Placa do tubo
A, desvio do tamanho do orifício do tubo
Observe a diferença entre ⅰ, pacote de tubo de nível ⅱ
B, o programa de partição do programa
Ⅰ A profundidade do slot geralmente não é inferior a 4 mm
Ⅱ Largura do slot de partição do subprograma: aço carbono 12 mm; Aço inoxidável 11mm
Ⅲ O chanfro de canto da partição de alcance minuto é geralmente 45 graus, a largura de chanfro B é aproximadamente igual ao raio r do canto da junta da faixa de minuto.
③ Placa dobrável
um. Tamanho do orifício do tubo: diferenciado pelo nível do pacote
B, altura do entalhe da placa dobrável de arco
A altura do entalhe deve ser para que o fluido através da lacuna com a taxa de fluxo através do feixe de tubos semelhante à altura do entalhe seja geralmente tomada 0,20-0,45 vezes o diâmetro interno do canto arredondado, o entalhe geralmente é cortado na linha do tubo abaixo da linha central ou cortada em duas fileiras de tubos entre a pequena ponte (para facilitar a conveniência de usar uma).
c. Orientação de entalhe
Fluido limpo unidirecional, entalhe para cima e para baixo arranjo;
Gas contendo uma pequena quantidade de líquido, entalhe para cima em direção à parte mais baixa da placa dobrável para abrir a porta líquida;
Líquido contendo uma pequena quantidade de gás, entalhe em direção à parte mais alta da placa dobrável para abrir a porta de ventilação
A coexistência de gás-líquido ou o líquido contém materiais sólidos, arranjo de entalhe e direito e abra a porta líquida no lugar mais baixo
d. Espessura mínima da placa dobrável; extensão máximo não suportado
e. As placas dobráveis nas duas extremidades do pacote de tubo são o mais próximo possível da entrada de shell e dos receptores de saída.
④tie haste
a, o diâmetro e o número de marcas
Diâmetro e número de acordo com a Tabela 6-32, 6-33 seleção, a fim de garantir que maior ou igual à área de seção transversal do tizeiro dada na Tabela 6-33 sob a premissa do diâmetro e o número de tirras podem ser alterados, mas seu diâmetro não deve ser inferior a 10mm, o número de não menos que quatro
B, a haste deve ser organizada o mais uniformemente possível na borda externa do pacote de tubo, para trocador de calor de grande diâmetro, na área do tubo ou perto da lacuna de placa dobrável deve ser organizada em um número apropriado de hastes, qualquer placa dobrável não deve ser inferior a 3 pontos de suporte
c. Porca da haste, alguns usuários exigem a seguinte uma soldagem de placa dobrável
⑤ Placa anti-fluxo
um. A configuração da placa anti-fluxo é reduzir a distribuição desigual do fluido e a erosão da extremidade do tubo do trocador de calor.
b. Método de fixação da placa anti-lavagem
Na medida do possível fixado no tubo de arremesso fixo ou perto da placa do tubo da primeira placa dobrável, quando a entrada da concha está localizada na haste não fixada na lateral da placa do tubo, a placa anti-risca pode ser soldada no corpo do cilindro
(6) Configuração de juntas de expansão
um. Localizado entre os dois lados da placa dobrável
Para reduzir a resistência do fluido da articulação de expansão, se necessário, na articulação de expansão no interior de um tubo de revestimento, o tubo de revestimento deve ser soldado na concha na direção do fluxo do fluido, para trocadores de calor vertical, quando a direção do fluxo de fluido deve ser configurada na extremidade inferior do revestimento de descarga
b. Juntas de expansão do dispositivo de proteção para impedir o equipamento no processo de transporte ou o uso de puxar o mal
(vii) A conexão entre a placa do tubo e a concha
um. Extensão funciona como um flange
b. Placa de tubo sem flange (Apêndice GB151 G)
3. Flange de tubo:
① Temperatura do projeto maior ou igual a 300 graus, deve ser usada flange de bunda.
② Para o trocador de calor, não pode ser usado para assumir a interface para desistir e descarregar, deve ser definido no tubo, o ponto mais alto do curso da concha do sangrador, o ponto mais baixo da porta de descarga, o diâmetro nominal mínimo de 20 mm.
③ O trocador de calor vertical pode ser configurado porta de estouro.
4. Apoio: espécies GB151 de acordo com as disposições do artigo 5.20.
5. Outros acessórios
① Lugs de levantamento
Qualidade superior a 30 kg de caixa oficial e tampa da caixa de tubulação deve ser definida.
② Fio superior
Para facilitar o desmantelamento da caixa de tubos, a tampa da caixa de tubos deve ser definida na placa oficial, o fio superior da tampa da caixa de tubos.
V. Requisitos de fabricação, inspeção
1. Placa de tubo
① Juntas de bunda da placa de tubo emendas para inspeção de raios 100% ou UT, nível qualificado: RT: ⅱ UT: ⅰ Nível;
② Além do aço inoxidável, o alívio da tensão de tubo emendado tratamento térmico;
③ Desvio da largura da ponte do orifício da placa do tubo: De acordo com a fórmula para calcular a largura da ponte do orifício: B = (S - D) - D1
Largura mínima da ponte do orifício: b = 1/2 (s - d) + c;
2. Tratamento térmico da caixa de tubo:
Aço carbono, aço de baixa liga soldado com uma partição de faixa dividida da caixa de tubos, bem como a caixa de tubos das aberturas laterais mais de 1/3 do diâmetro interno da caixa de tubo de cilindro, na aplicação da soldagem para tratamento térmico de alívio do estresse, flange e partição de vedação superficial deve ser processada após o tratamento térmico.
3. Teste de pressão
Quando a pressão do projeto do processo do shell é menor que a pressão do processo do tubo, a fim de verificar a qualidade do tubo do trocador de calor e conexões de placa de tubo
① Pressão do programa de conchas para aumentar a pressão do teste com o programa de tubos consistente com o teste hidráulico, para verificar se o vazamento de juntas do tubo. (No entanto, é necessário garantir que o estresse primário do filme da concha durante o teste hidráulico seja ≤0,9relvel)
② Quando o método acima não é apropriado, a concha pode ser um teste hidrostático de acordo com a pressão original após a passagem e, em seguida, a concha para teste de vazamento de amônia ou teste de vazamento de halogênio.
Vi. Algumas questões a serem observadas nos gráficos
1. Indique o nível de pacote de tubos
2. Tubo de trocador de calor deve ser escrito Número de rotulagem
3. Linha de contorno de tubulação de tubo fora da linha sólida fechada
4. Os desenhos de montagem devem ser rotulados como orientação de lacuna de placa dobrável
5. Buracos de descarga da junta de expansão padrão, orifícios de escape nas juntas do tubo, os plugues de tubo devem estar fora de cena
Horário de postagem: 11 de outubro-2023