熱交換器の設計のアイデアと関連知識

I.熱交換器分類:

シェルとチューブの熱交換器は、構造的特性に従って次の2つのカテゴリに分けることができます。

1.シェルとチューブの熱交換器の剛性構造:この熱交換器は、固定チューブとプレートの種類になり、通常、シングルチューブ範囲と2種類のマルチチューブ範囲に分けることができます。その利点はシンプルでコンパクトな構造であり、安価で広く使用されています。欠点は、チューブを機械的に洗浄できないことです。

2。温度補償装置を使用したシェルおよびチューブの熱交換器:自由膨張の加熱部分を作ることができます。フォームの構造は、次のように分割できます。

floatingヘッドタイプの熱交換器:この熱交換器は、チューブプレートの一端、いわゆる「フローティングヘッド」で自由に拡張できます。彼はチューブの壁に適用され、シェルの壁の温度差は大きく、チューブバンドルスペースはしばしば掃除されます。ただし、その構造はより複雑で、加工と製造コストは高くなっています。

 

u字型チューブ熱交換器:チューブプレートが1つしかないため、チューブは、加熱または冷却されたときに自由に拡張して収縮することができます。この熱交換器の構造は単純ですが、製造のワークロードは曲がりが大きく、チューブには特定の曲げ半径が必要なため、チューブプレートの使用率は貧弱であるため、チューブの交換は簡単ではないため、流体のチューブを通過する必要があります。この熱交換器は、大きな温度変化、高温、または高圧の機会に使用できます。

cappingボックスタイプの熱交換器:2つのフォームがあり、1つは各チューブの端にあるチューブプレートにあり、この構造の使用前に熱交換器のチューブの数が非常に少ないが、一般的な熱交換器よりも大きい構造であるチューブ間の距離が非常に少ない場合、チューブの自由な膨張と収縮を確保するために別の梱包シールを備えています。別のフォームは、チューブとシェルフローティング構造の一端で、パッキングシール全体を使用して浮動的な場所に作成されますが、構造はよりシンプルですが、この構造は、大きな直径、高圧の場合には使いやすくありません。詰め物ボックスタイプの熱交換器は、今ではめったに使用されません。

ii。設計条件のレビュー:

1.熱交換器の設計では、ユーザーは次の設計条件(プロセスパラメーター)を提供する必要があります。

①チューブ、シェルプログラム動作圧力(クラスの機器を提供する必要があるかどうかを判断する条件の1つとして)

②チューブ、シェルプログラム動作温度(入口 /アウトレット)

③金属壁温度(プロセスによって計算(ユーザーが提供))

④材料の名前と特性

rusion腐食マージン

corresmプログラムの数

⑦熱伝達エリア

⑧熱交換器の仕様、配置(三角形または正方形)

fold折るプレートまたはサポートプレートの数

⑩断熱材と厚さ(ネームプレートシートが突き出ている高さを決定するため)

(11)ペイント。

ⅰ。ユーザーが特別な要件を持っている場合、ユーザーはブランド、色を提供するために

ⅱ。ユーザーには特別な要件がありません、デザイナー自身が選択しました

2。いくつかの重要な設計条件

comperation操作圧力:機器が分類されているかどうかを判断するための条件の1つとして、提供する必要があります。

urserigle材料の特性:ユーザーが材料の名前を提供しない場合、材料の毒性の程度を提供する必要があります。

媒体の毒性は、機器の非破壊的監視、熱処理、機器の上位階級の鍛造レベルに関連しているだけでなく、機器の分割にも関連しているためです。

A、GB150 10.8.2.1(f)図面は、毒性の非常に危険または非常に危険な媒体を保持している容器が100%RTを保持していることを示しています。

b、10.4.1.3図面は、毒性のための非常に危険または非常に危険な媒体を保持している容器が溶接後の熱処理であることを示しています(オーステナイトステンレス鋼の溶接関節は熱処理されない可能性があります)

c。偽造。極端なまたは非常に危険な鍛造のための中毒性の使用は、クラスIIIまたはIVの要件を満たす必要があります。

③パイプ仕様:

一般的に使用される炭素鋼φ19×2、φ25×2.5、φ32×3、φ38×5

ステンレス鋼φ19×2、φ25×2、φ32×2.5、φ38×2.5

熱交換器チューブの配置:三角形、コーナートライアングル、正方形、コーナースクエア。

★熱交換器間に機械的洗浄が必要な場合は、正方形の配置を使用する必要があります。

1。設計圧力、設計温度、溶接関節係数

2。直径:DN <400シリンダー、鋼管の使用。

DN≥400シリンダー、丸めた鋼板を使用します。

16 "スチールパイプ------ユーザーと一緒に、スチールプレートの使用について話し合います。

3。レイアウト図:

熱伝達領域によると、熱伝達チューブの仕様はレイアウト図を描き、熱伝達チューブの数を決定します。

ユーザーが配管図を提供するだけでなく、配管のレビューもパイピングリミットサークル内にある場合。

★パイプ敷設の原則:

(1)配管制限円では、円はパイプでいっぱいにする必要があります。

multive脳卒中パイプの数は、ストロークの数を均等にしようとする必要があります。

heat熱交換器チューブは対称的に配置する必要があります。

4。材料

チューブプレート自体に凸肩があり、シリンダー(またはヘッド)に接続されている場合、鍛造を使用する必要があります。このようなチューブプレートの構造を使用しているため、一般に、より高い圧力、可燃性、爆発性、毒性、極端な非常に危険な場合に使用されます。凸型の肩を避けてスラグ、剥離、凸肩の繊維ストレス条件を改善するために、処理の量、保存材料、凸肩、チューブプレートが全体的な鍛造から直接鍛造されてチューブプレートを製造します。

5。熱交換器とチューブプレートの接続

シェルとチューブの熱交換器の設計におけるチューブプレート接続のチューブは、構造のより重要な部分です。彼はワークロードを処理するだけでなく、機器の操作に各接続を行い、媒体が漏れなく、中圧容量に耐えることを保証する必要があります。

チューブとチューブプレートの接続は、主に次の3つの方法です。 b溶接; C拡張溶接

媒体の漏れの間のシェルとチューブの拡張は、特に材料の溶接性が低く(炭素鋼熱交換器など)、製造工場のワークロードが大きすぎるため、状況の悪影響を引き起こすことはありません。

溶接プラスチック変形におけるチューブの端の拡大により、残留応力があり、温度の上昇とともに残留応力が徐々に消え、チューブの端が徐々に消失し、シーリングと結合の役割を減らすために、圧力と温度の制限による構造の拡大は、一般的に設計圧力と温度の4MPAに適用されます。温度の変化と有意な応力腐食はありません。

溶接接続には、単純な生産、高効率、信頼できる接続の利点があります。溶接により、チューブプレートへのチューブは増加においてより良い役割を果たします。また、パイプの穴の処理要件を削減し、処理時間の節約、メンテナンスの簡単な利点、その他の利点を削減することもできます。優先事項として使用する必要があります。

さらに、培地毒性が非常に大きい場合、培地と培地を容易に混合しやすい大気とパイプ材料の混合物の内側と外側の混合は、関節が密閉されることを保証するだけでなく、溶接方法を使用することもよくあります。溶接方法は、多くの人の利点がありますが、「隙間腐食」と溶接された応力腐食の溶接を完全に避けることができないため、薄いパイプ壁と厚いパイププレートを信頼できる溶接を得ることは困難です。

溶接方法は膨張よりも高い温度になる可能性がありますが、高温環状ストレスの作用下では、溶接は疲労亀裂、チューブ、チューブの穴のギャップを受けやすく、腐食性媒体にさらされて、関節の損傷を加速します。したがって、溶接と伸縮継手は同時に使用されています。これは、関節の疲労抵抗を改善するだけでなく、隙間腐食の傾向を減らすため、そのサービス寿命は溶接だけが使用される場合よりもはるかに長くなります。

溶接および伸縮継手と方法の実装に適している場合、均一な標準はありません。通常、温度では高すぎませんが、圧力が非常に高く、媒体が漏れが非常に簡単で、強度膨張とシーリング溶接の使用が非常に簡単です(シーリング溶接は、溶接の漏れと実装を防ぐためだけに言及し、強度を保証しません)。

圧力と温度が非常に高い場合、強度溶接と貼り付けの膨張の使用(強度溶接は、溶接がタイトであっても、接合部に大きな引張強度があることを保証するために、通常は溶接の強度が溶接時の軸荷重下のパイプの強度に等しいことを保証します)。膨張の役割は、主に隙間の腐食を排除し、溶接の疲労抵抗を改善することです。標準の特定の構造的寸法(GB/T151)が規定されており、ここでは詳しく説明しません。

パイプ穴の表面粗さの要件について:

A、熱交換器チューブとチューブプレート溶接接続の場合、チューブ表面の粗さRA値は35um以下になります。

B、単一の熱交換器チューブとチューブプレートの拡張接続、チューブホールの表面粗さRA値は12.5UM膨張接続以下ではありません。チューブホールの表面は、縦方向やスパイラルスコアリングなど、欠陥の膨張の緊密性に影響しないはずです。

iii。設計計算

1。シェル壁の厚さの計算(パイプボックスショートセクション、ヘッド、シェルプログラムシリンダー壁の厚さ計算を含む)パイプ、シェルプログラムシリンダーの壁の厚さは、炭素鋼の最小壁の厚さを満たす必要があります。

2。開いた穴の補強の計算

スチールチューブシステムを使用するシェルの場合、補強全体を使用することをお勧めします(シリンダーの壁の厚さを増やすか、厚壁のチューブを使用します)。大きな穴の厚いチューブボックスが経済全体を考慮します。

別の強化は、いくつかのポイントの要件を満たすべきではありません。

①設計圧力≤2.5MPa;

resed 2つの隣接する穴の間の中心距離は、2つの穴の直径の2倍以上でなければなりません。

Receiver -89mm以下の受信機の公称直径。

take壁の厚さを引き継ぐことは、表8-1の要件である必要があります(1mmの腐食マージンを引き継ぐ)。

3。フランジ

標準のフランジを使用した機器フランジは、フランジとガスケット、ファスナーの一致に注意を払う必要があります。そうしないと、フランジを計算する必要があります。たとえば、非金属ソフトガスケット用のマッチングガスケットを備えた標準のフラット溶接フランジを入力します。巻きガスケットの使用をフランジに再計算する場合。

4。パイププレート

次の問題に注意する必要があります。

①チューブプレートの設計温度:GB150およびGB/T151の規定によると、コンポーネントの金属温度を超えないようにする必要がありますが、チューブプレートの計算では、チューブシェルプロセスの役割を保証することはできません。

②マルチチューブ熱交換器:スペーサー溝とタイロッド構造をセットアップする必要があり、熱交換器エリアAD:GB/T151フォーミュラによってサポートされていないため、配管エリアの範囲で。

tubeチューブプレートの有効厚さ

チューブプレートの有効厚さは、チューブプレートの隔壁溝の厚さの底のパイプ範囲の分離を指します。

A、パイプの深さの深さを超えるパイプ腐食マージン範囲パーティション溝部分

B、シェルプログラム腐食マージンとチューブプレートシェルプログラムの溝の構造の側面2つの最大植物の深さ

5。伸縮ジョイントセット

固定チューブとプレートの熱交換器では、チューブコースの流体とチューブコース液の温度差、および熱交換器とシェルとチューブプレートの固定接続により、状態の使用には、シェルとチューブの膨張の違いがシェルとチューブ、シェルとチューブの間に軸方向の負荷に存在します。シェルおよび熱交換器の損傷、熱交換器の不安定化、チューブプレートからの熱交換器チューブを避けるために、シェルと熱交換器の軸荷重を減らすために伸縮継手をセットアップする必要があります。

一般に、シェルおよび熱交換器の壁の温度差は大きく、チューブプレートの計算で伸縮継手の設定を検討する必要があります。これは、計算されたさまざまな一般的な条件の温度差、σc、Q、そのうちの1つが適格でないため、伸縮ジョイントを増やす必要があります。

σt-熱交換器チューブの軸方向応力

σc-シェルプロセスシリンダー軸応力

Q-プルオフ力の熱交換器チューブとチューブプレートの接続

IV。構造設計

1。パイプボックス

(1)パイプボックスの長さ

a。最小内側の深さ

tubeチューブボックスの単一パイプコースの開口部まで、開口部の中心にある最小深度は、受信機の内径の1/3以上であってはなりません。

pipeパイプコースの内側と外側の深さは、2つのコース間の最小循環エリアが、コースあたりの熱交換器チューブの循環エリアの1.3倍以上であることを確認する必要があります。

B、最大内側深度

特に小さなマルチチューブ熱交換器の公称直径について、内側の部分を溶接してクリーンアップするのが便利かどうかを検討してください。

(2)個別のプログラムパーティション

Partitionの厚さと配置GB151表6および図15に従って、パーティションの10mmを超える厚さについては、シーリング表面を10mmにトリミングする必要があります。チューブ熱交換器の場合、パーティションは涙穴(排水穴)にセットアップする必要があり、排水穴の直径は通常6mmです。

2。シェルとチューブのバンドル

①チューブバンドルレベル

ⅰ、ⅱレベルチューブバンドル、炭素鋼、低合金鋼熱交換器の国内基準のみ、「より高いレベル」と「通常のレベル」が開発されています。国内の熱交換器チューブを「高」鋼管、炭素鋼、低合金鋼熱交換器チューブバンドルをⅰレベルに分割する必要はありません!

ⅰ、ⅱ違いのチューブバンドルは、主に熱交換器の外径にあり、壁の厚さの偏差は異なり、対応する穴のサイズと偏差は異なります。

グレードの高精度要件のチューブバンドル、ステンレス鋼熱交換器チューブのための、ⅰチューブバンドルのみ。一般的に使用される炭素鋼熱交換器チューブ用

②チューブプレート

A、チューブホールサイズの偏差

ⅰ、ⅱレベルチューブバンドルの違いに注意してください

B、プログラムパーティショングルーブ

ⅰスロットの深さは通常4mm以上です

ⅱサブプログラムパーティションスロット幅:炭素鋼12mm;ステンレス鋼11mm

partitionパーティションスロットコーナーの瞬間の角のチャンファリングは一般に45度で、面取り幅bは、分レンジガスケットの角の半径rとほぼ等しくなります。

foldingプレート

a。パイプホールサイズ:バンドルレベルで区別されます

B、弓折り板のノッチの高さ

ノッチの高さは、丸い角と同様に、チューブバンドルを横切る流量との隙間を介して流体が丸い角の内径の0.20-0.45倍になるようにする必要があります。通常、ノッチは中心線の下のパイプ列のパイプ列でカットされるか、小さな橋の間の2列のパイプ穴を切断します(パイプの便利さを促進するため)。

c。ノッチオリエンテーション

一方向のきれいな液体、上下の配置が一瞬。

少量の液体を含むガス、折り畳みプレートの最下部に向かって上向きにノッチして液体ポートを開きます。

少量のガスを含む液体は、折り畳み式プレートの最高部分に向かって換気ポートを開くためにノッチを下げます

ガス液体共存または液体には固体材料、左右の配置が含まれており、液体ポートを最低の場所に開きます

d。折りたたみ板の最小厚さ。サポートされていない最大スパン

e。チューブバンドルの両端にある折りたたみ板は、シェル入口と出口レシーバーにできるだけ近いものです。

tieロッド

A、タイロッドの直径と数

表6-32、6-33の選択に従って直径と数は、直径とタイロッドの前提の下で表6-33に示されているタイロッドの断面積よりも大きくなるようにするために、その直径は10mm未満でなければならない、

B、タイロッドはチューブバンドルの外側の端にできるだけ均一に配置する必要があります。大きな直径の熱交換器、パイプ領域、または折りたたみ式プレートの隙間の近くは適切な数のタイロッドに配置する必要があります。

c。ネクタイロッドナット、一部のユーザーは次のナットと折りたたみ式プレート溶接が必要です

flushアンチフラッシュプレート

a。アンチフラッシュプレートのセットアップは、液体の不均一な分布と熱交換器の端の侵食を減らすことです。

b。洗浄防止プレートの修正方法

固定ピッチチューブまたは最初の折りたたみ式プレートのチューブプレートの近くで、シェル入口がチューブプレートの側面の非固定ロッドに配置されている場合、可能な限り固定されています。

(6)伸縮ジョイントの設定

a。折りたたみ板の両側の間にあります

必要に応じて、必要に応じて、ライナーチューブの内側の伸縮継手の伸縮継手の流体抵抗を減らすために、垂直熱交換器の場合、ライナーチューブを流体の流れの方向にシェルに溶接する必要があります。

b。輸送プロセスの機器または悪いものを引くことの使用を防ぐための保護装置の伸縮ジョイント

(vii)チューブプレートとシェルの間の接続

a。拡張はフランジとしても機能します

b。フランジなしのパイププレート(GB151付録G)

3。パイプフランジ:

conder 300度以上の設計温度は、バットフランジを使用する必要があります。

heat熱交換器を使用して界面を引き継いで放電して排出することはできません。排出機のシェルコースの最高点であるチューブに設定する必要があります。

ber垂直熱交換器はオーバーフローポートをセットアップできます。

4。サポート:第5.20条の規定に従ってGB151種。

5。その他のアクセサリー

ラグを持ち上げます

30kgを超える公式ボックスとパイプボックスカバーを超える品質は、ラグを設定する必要があります。

②トップワイヤー

パイプボックスの解体を容易にするために、パイプボックスカバーを公式ボードに設定する必要があります。パイプボックスカバートップワイヤー。

V.製造、検査要件

1。パイププレート

①100%光線検査またはUT、資格レベルのスプライスチューブプレートバットジョイント:RT:ⅱUT:ⅰレベル。

stainlyステンレス鋼に加えて、スプライスされたパイププレートストレスリリーフヒートトリートメント。

③チューブプレートホールブリッジ幅偏差:穴ブリッジの幅を計算するための式に従って:b =(s -d)-d1

ホールブリッジの最小幅:b = 1/2(s -d) + c;

2。チューブボックス熱処理:

炭素鋼、パイプボックスのスプリットレンジパーティションで溶接された低合金鋼、およびシリンダーパイプボックスの内径の1/3を超えるラテラル開口部のパイプボックスは、応力緩和の熱処理、フランジ、およびパーティションシーリング表面のための溶接の適用で、熱処理後に処理する必要があります。

3。圧力テスト

シェルプロセスの設計圧力がチューブプロセス圧力よりも低い場合、熱交換器チューブとチューブプレートの接続の品質を確認するために

Pipe Program Pressure Pipeプログラムは、パイプジョイントの漏れがあるかどうかを確認するために、油圧テストと一致するパイププログラムでテスト圧力を高めます。 (ただし、油圧テスト中のシェルの主要なフィルムストレスが≤0.9RELφであることを確認する必要があります)

cover上記の方法が適切でない場合、シェルは、通過後の元の圧力に応じて静水圧テストになり、次にアンモニア漏れ試験またはハロゲン漏れ試験のためのシェルが可能になります。

vi。チャートに注意すべきいくつかの問題

1.チューブバンドルのレベルを示します

2。熱交換器チューブには、ラベル付け番号を記述する必要があります

3.閉じた厚い固体ラインの外側のチューブプレート配管輪郭線

4。アセンブリ図面には、折りたたみ式プレートギャップの向きにラベルを付ける必要があります

5.標準の伸縮継手排出穴、パイプジョイントの排気穴、パイププラグは写真から外れている必要があります

熱交換器のデザインのアイデアAN1

投稿時間:10月11日〜2023年