GB151_1999换热器培训教材.ppt

20XX年压力容器设计审核人培训班换热器中国石化集团公司上海工程有限公司 一、总则 1．概述 换热器是实现物料之间热量传递过程的设备，化工、炼油和其他工业部门广泛应用的工艺单元操作设备。 (1)设计要点 a)换热效率高、满足工艺要求； b)流体阻力小； c)结构合理、成本低； d)便于制造、安装、操作及检修。 (2)品种 管壳式换热器占多数，其它有板式换热器、螺旋板式换热器、热管式换热器等。 (3)材料 碳钢、低合金钢、不锈钢、铝、铜、钛等及其复合材料；玻璃钢、聚四氟乙烯、不透性石墨等。 2．设计规范 GB151-1999 《管壳式换热器》 ； GB150-1998 《钢制压力容器》 ； JB/T4735-1997 《钢制常压容器》。 3．适用范围 (1) GB151-1999《管壳式换热器》（以下简称换热器）的适用范围 [1.2] a)非直接受火的固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式换热器； b)参数：DN≤2600、PN≤35MPa、 (PN×DN)≤1.75× 104； c)超过上述参数范围也可参照本标准进行设计与制造； d)设计温度范围按金属材料允许的使用温度确定； e)设计压力低于0.1MPa及真空度低于0.02MPa的换热器可按JB/T4735及本标准。 (2)GB151-1999适用的材料 碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢、铝及合金、铜及合金、钛及合金。 (3)美、日规范 a)直径 TEMA： DN≤100″（2540mm） JIS B 8249：DN≤1500mm b)压力 TEMA：PN≤3000 psi（20MPa） JIS B 8249: PN≤300kgf/cm2（20.684MPa） c)直径和压力的乘积 TEMA：（PN×DN)≤105in×KPa （1.75×104 mm×MPa） 控制的目的是避免在常规篇设计中引起的过厚的壳体壁厚和过大的螺栓直径而造成的保守。TEMA标准中限制壁厚≤3″（75mm），螺栓直径≤4″（102mm）。 4．不适用范围 [1.4] (1)直接火焰加热的换热器及废热锅炉； (2)受核辐射的换热器； (3)要求作疲劳分析的换热器； (4)已有其他行业标准管辖的换热器。 5．公称长度 [3.8] (1)换热管为直管时，取直管长度； (2)换热管为U形管时，取U形管的直管段长度。 6．换热面积 [3.7] (1)计算换热面积 [3.7.1] 以换热管外径为基准，扣除伸入管板内的换热管长度后，计算得到的管束外表面积。对于U形管式换热器，一般不包括U形弯管段的面积。 国外，有些国家或公司是以换热管外径和公称长度计算得到的管束外表面积为换热面积，故在国外图纸转化设计、改造设计时应加以注意。 (2)公称换热面积 [3.7.2] 经圆整后的计算换热面积。 7．换热器型号表示法 [3.10] 采用碳素钢、低合金钢冷拔钢管做换热管时，其管束分为Ⅰ、Ⅱ两级； Ⅰ级管束——采用较高级、高级冷拔钢管； Ⅱ级管束——采用普通级冷拔钢管 管/壳程数，单壳程时只写 Nt LN-换热管公称长度（m），d-换热管外径（mm），当采用Al、Cu、Ti换热管时，应在 LN/d 后面加材料符号，如 LN/dCu 公称换热面积（m2） 公称直径（mm），对于釜式重沸器用分数表示，分子为管箱内直径，分母为圆筒内直径 管/壳程设计压力（MPa），压力相等时只写 pt 第一个字母代表前端管箱型式 第二个字母代表壳体型式 第三个字母代表后端结构形式 换热器主要部件的分类与代号 例如：1. I 此型号表示：两端均为封头管箱、4管程、单壳程固定管板式换热器，公称直径为800mm，管程设计压力为2.5MPa，壳程设计压力为1.6MPa，公称换热面积为200mm2，碳素钢较高级冷拔换热管外径为25mm，管长为9m。 2． 此型号表示：前端均为平盖管箱、后端为封头管箱、4管程、单壳程固定管板式换热器，公称直径为800mm，管壳程设计压力均为1.6MPa，公称换热面积为150mm2，铜换热管外径为22m，管长为6m。 二、设计参数 1.设计压力 [3.11.2] [3.17] [6.18.4] 在管板计算中只有设计压力，没有计算压力。 (1)同时受管、壳程压力作用的元件(主要是管板) a)真空换热器非真空侧应为两侧计算压力之和。 b)非真空换热器应为管