Nouvelles - Idées de conception de l'échangeur de chaleur et connaissances connexes

I. Classification de l'échangeur de chaleur:

L'échangeur de chaleur de la coquille et du tube peut être divisé en deux catégories suivantes selon les caractéristiques structurelles.

1. Structure rigide de l'échangeur de chaleur de la coquille et du tube: Cet échangeur de chaleur est devenu un type de tube fixe et de plaque, peut généralement être divisé en gamme unique et en gamme multi-tube de deux types. Ses avantages sont une structure simple et compacte, bon marché et largement utilisée; Un inconvénient est que le tube ne peut pas être nettoyé mécaniquement.

2. Échangeur de chaleur à coque et à tube avec dispositif de compensation de température: il peut faire la partie chauffée de l'expansion libre. La structure de la forme peut être divisée en:

① Échangeur de chaleur de type à tête flottante: Cet échangeur de chaleur peut être librement élargi à une extrémité de la plaque de tube, la soi-disant "tête flottante". Il s'applique à la paroi du tube et à la différence de température de la paroi de la coque est grande, l'espace du faisceau de tube est souvent nettoyé. Cependant, sa structure est plus complexe, les coûts de traitement et de fabrication sont plus élevés.

② Échangeur de chaleur en forme de U: il n'a qu'une seule plaque de tube, de sorte que le tube peut être libre de se dilater et de se contracter lorsqu'il est chauffé ou refroidi. La structure de cet échangeur de chaleur est simple, mais la charge de travail de la fabrication du virage est plus grande, et comme le tube doit avoir un certain rayon de flexion, l'utilisation de la plaque de tube est mauvaise, le tube est mécaniquement nettoyé difficile à démanteler et à remplacer les tubes n'est pas facile, il est donc nécessaire de passer à travers les tubes du fluide. Cet échangeur de chaleur peut être utilisé pour les changements de température importants, les occasions à haute température ou à haute pression.

③ Échangeur de chaleur de type de boîte d'emballage: il a deux formes, l'une est dans la plaque de tube à la fin de chaque tube a un joint d'emballage séparé pour s'assurer que l'expansion libre et la contraction du tube, lorsque le nombre de tubes dans l'échangeur de chaleur est très petite, avant l'utilisation de cette structure, mais la distance entre le tube que l'échangeur de chaleur général à être une grande structure complexe. Une autre forme est faite à une extrémité de la structure flottante du tube et de la coquille, à l'endroit flottant en utilisant le joint d'emballage entier, la structure est plus simple, mais cette structure n'est pas facile à utiliser en cas de grand diamètre, haute pression. Échangeur de chaleur de type de boîte de farce est rarement utilisé maintenant.

Ii Examen des conditions de conception:

1. Conception de l'échangeur de chaleur, l'utilisateur doit fournir les conditions de conception suivantes (paramètres de processus):

① tube, pression de fonctionnement du programme de coquille (comme l'une des conditions pour déterminer si l'équipement de la classe doit être fourni)

② tube, température de fonctionnement du programme de coquille (entrée / sortie)

③ Température du mur métallique (calculé par le processus (fourni par l'utilisateur))

Nom et caractéristiques de la mère

Marge de corrosion

⑥Le nombre de programmes

⑦ Zone de transfert de chaleur

⑧ Spécifications du tube d'échangeur de chaleur, arrangement (triangulaire ou carré)

⑨ Plaque de pliage ou le nombre de plaques de support

⑩ Matériau d'isolation et épaisseur (afin de déterminer la hauteur de la plaque signalétique)

(11) peinture.

Ⅰ. Si l'utilisateur a des exigences spéciales, l'utilisateur pour fournir la marque, la couleur

Ⅱ. Les utilisateurs n'ont aucune exigence particulière, les concepteurs eux-mêmes sélectionnés

2. Plusieurs conditions de conception clés

① Pression de fonctionnement: comme l'une des conditions pour déterminer si l'équipement est classé, il doit être fourni.

② Caractéristiques du matériau: si l'utilisateur ne fournit pas le nom du matériau doit fournir le degré de toxicité du matériau.

Parce que la toxicité du milieu est liée à la surveillance non destructive de l'équipement, au traitement thermique, au niveau de redoutables pour la classe supérieure de l'équipement, mais également liée à la division de l'équipement:

A, GB150 10.8.2.1 (f) Les dessins indiquent que le conteneur détenant un milieu de toxicité extrêmement dangereux ou très dangereux 100% RT.

B, 10.4.1.3 Les dessins indiquent que les conteneurs détenant des milieux extrêmement dangereux ou très dangereux pour la toxicité doivent être un traitement thermique après le soudage (les articulations soudées de l'acier inoxydable austénitique peuvent ne pas être traitées thermiquement)

c. Sorts. L'utilisation d'une toxicité moyenne pour des forgs extrêmes ou très dangereuses devrait répondre aux exigences de la classe III ou IV.

③ Spécifications du tuyau:

Acier en carbone couramment utilisé φ19 × 2, φ25 × 2,5, φ32 × 3, φ38 × 5

Acier inoxydable φ19 × 2, φ25 × 2, φ32 × 2,5, φ38 × 2,5

Arrangement des tubes d'échangeur de chaleur: triangle, triangle d'angle, carré, carré d'angle.

★ Lorsque le nettoyage mécanique est requis entre les tubes d'échangeur de chaleur, la disposition carrée doit être utilisée.

1. Pression de conception, température de conception, coefficient de soudage

2. Diamètre: DN <400 cylindres, l'utilisation de tuyaux en acier.

DN ≥ 400 cylindres, en utilisant la plaque d'acier roulée.

Tipe en acier 16 "------ avec l'utilisateur pour discuter de l'utilisation de la plaque d'acier roulée.

3. Diagramme de mise en page:

Selon la zone de transfert de chaleur, les spécifications du tube de transfert de chaleur pour dessiner le diagramme de disposition pour déterminer le nombre de tubes de transfert de chaleur.

Si l'utilisateur fournit un diagramme de tuyauterie, mais aussi pour examiner la tuyauterie se trouve dans le cercle de limite de tuyauterie.

★ Principe de la pose des tuyaux:

(1) dans le cercle de limite de tuyauterie doit être plein de tuyaux.

② Le nombre de tuyaux multi-temps devrait essayer d'égaliser le nombre d'accidents vasculaires cérébraux.

③ Le tube de l'échangeur de chaleur doit être organisé symétriquement.

4. Matériel

Lorsque la plaque de tube elle-même a une épaule convexe et est connectée à un cylindre (ou à la tête), la forge doit être utilisée. En raison de l'utilisation d'une telle structure de la plaque de tube est généralement utilisée pour une pression plus élevée, inflammable, explosive et toxicité pour des occasions extrêmes et très dangereuses, les exigences plus élevées pour la plaque de tube, la plaque de tube est également plus épaisse. Afin d'éviter l'épaule convexe de produire des scories, de délaminage et d'améliorer les conditions de contrainte de fibre d'épaule convexe, de réduire la quantité de traitement, d'économie de matériaux, l'épaule convexe et la plaque de tube directement forgée de la forge globale pour fabriquer la plaque de tube.

5. Échangeur de chaleur et connexion de la plaque de tube

Le tube dans la connexion de la plaque de tube, dans la conception de l'échangeur de chaleur de la coque et du tube est une partie plus importante de la structure. Il ne traite pas seulement la charge de travail et doit établir chaque connexion dans le fonctionnement de l'équipement pour garantir le milieu sans fuite et résister à la capacité de pression moyenne.

La connexion du tube et de la plaque de tube est principalement les trois façons suivantes: une expansion; b soudage; C Soudage d'expansion

L'expansion de la coquille et du tube entre la fuite des supports ne provoquera pas de conséquences négatives de la situation, en particulier pour la soudabilité des matériaux, une mauvaise (telle que le tube d'échangeur de chaleur en acier en acier) et la charge de travail de l'usine de fabrication est trop grande.

Due to the expansion of the end of the tube in the welding plastic deformation, there is a residual stress, with the rise in temperature, the residual stress gradually disappears, so that the end of the tube to reduce the role of sealing and bonding, so the expansion of the structure by the pressure and temperature limitations, generally applicable to the design pressure ≤ 4Mpa, the design of the temperature ≤ 300 degrees, and in the operation of the no violent Vibrations, aucun changement de température excessive et aucune corrosion de contrainte significative.

La connexion de soudage présente les avantages d'une production simple, d'une efficacité élevée et d'une connexion fiable. Grâce au soudage, le tube vers la plaque de tube a un meilleur rôle dans l'augmentation; et peut également réduire les exigences de traitement des trous de tuyau, gagner du temps de traitement, une maintenance facile et d'autres avantages, il doit être utilisé en priorité.

De plus, lorsque la toxicité moyenne est très grande, le milieu et l'atmosphère mélangés faciles à exploser, le milieu est radioactif ou à l'intérieur et à l'extérieur du mélange de matériau du tuyau aura un effet négatif, afin de garantir que les joints sont scellés, mais utilisent également souvent la méthode de soudage. Méthode de soudage, bien que les avantages de beaucoup, car il ne peut pas éviter complètement la "corrosion des crevasses" et les nœuds soudés de corrosion de contrainte, et la paroi de tuyau mince et une plaque de tuyau épaisse est difficile pour obtenir une soudure fiable entre.

La méthode de soudage peut être des températures plus élevées que l'expansion, mais sous l'action d'une contrainte cyclique à haute température, la soudure est très sensible aux fissures de fatigue, à l'espace de trou du tube et du tube, lorsqu'il est soumis à un milieu corrosif, pour accélérer les dommages de l'articulation. Par conséquent, il y a des joints de soudage et d'expansion utilisés en même temps. Cela améliore non seulement la résistance à la fatigue de l'articulation, mais réduit également la tendance de la corrosion des crevasses, et donc sa durée de vie est beaucoup plus longue que lorsque le soudage seul est utilisé.

Dans les occasions adaptées à la mise en œuvre des joints et méthodes de soudage et d'expansion, il n'y a pas de norme uniforme. Habituellement, dans la température n'est pas trop élevée, mais la pression est très élevée ou le milieu est très facile à fuir, l'utilisation de l'expansion de la résistance et de la soudure d'étanchéité (la soudure d'étanchéité se réfère simplement à empêcher la fuite et la mise en œuvre de la soudure et ne garantit pas la résistance).

Lorsque la pression et la température sont très élevées, l'utilisation du soudage de résistance et de l'expansion de la pâte (le soudage de résistance est même si la soudure a une serre, mais aussi pour s'assurer que le joint a une grande résistance à la traction, se réfère généralement à la résistance de la soudure est égale à la résistance du tuyau sous charge axiale lorsque le soudage). Le rôle de l'expansion est principalement d'éliminer la corrosion des crevasses et d'améliorer la résistance à la fatigue de la soudure. Les dimensions structurelles spécifiques de la norme (GB / T151) ont été stipulées, ne se rendront pas dans les détails ici.

Pour les exigences de rugosité de la surface du trou de tuyau:

A, Lorsque la connexion de soudage du tube et de la plaque de tube de la chaleur, la valeur RA de rugosité de surface du tube n'est pas supérieure à 35um.

B, un seul échangeur de chaleur et une connexion d'expansion de la plaque de tube, la valeur RA de la rugosité de la surface du trou du tube n'est pas supérieure à la connexion d'expansion de 12,5, comme la surface du trou du tube ne doit pas affecter l'étanchéité de l'expansion des défauts, comme par la notation longitudinale ou spirale.

Iii. Calcul de conception

1. Calcul de l'épaisseur de la paroi de la coque (y compris la section courte de la boîte de tuyau, tête, programme du cylindre d'épaisseur de paroi du cylindre) tuyau, programme du programme de coquille, épaisseur de la paroi doit répondre à l'épaisseur minimale de la paroi dans GB151, pour l'acier au carbone et les considérations de paroi minimale en acier à faible alliage est plus grande que 1 mm, l'épaisseur minimale de la paroi de la coquille doit être augmentée.

2. Calcul de l'armature des trous ouverts

Pour la coquille à l'aide du système de tube en acier, il est recommandé d'utiliser tout le renforcement (augmenter l'épaisseur de la paroi du cylindre ou utiliser un tube à paroi épais); Pour la boîte à tube plus épaisse sur le grand trou pour considérer l'économie globale.

Pas un autre renforcement ne devrait répondre aux exigences de plusieurs points:

① Pression de conception ≤ 2,5 MPa;

② La distance centrale entre deux trous adjacents ne doit pas être pas moins du double de la somme du diamètre des deux trous;

③ Diamètre nominal du récepteur ≤ 89 mm;

④ Prenez le contrôle de l'épaisseur minimale de la paroi doit être les exigences du tableau 8-1 (prendre le contrôle de la marge de corrosion de 1 mm).

3. Bride

La bride de l'équipement à l'aide de la bride standard devrait faire attention à la bride et au joint, les fixations correspondent, sinon la bride doit être calculée. Par exemple, tapez une bride de soudage plate dans la norme avec son joint de correspondance pour le joint souple non métallique; Lorsque l'utilisation du joint d'enroulement doit être recalculée pour la bride.

4. Plaque à tuyaux

Besoin de prêter attention aux problèmes suivants:

① Température de conception de la plaque de tube: Selon les dispositions de GB150 et GB / T151, doit être prise non moins que la température métallique du composant, mais dans le calcul de la plaque de tube ne peut garantir que le rôle de support de processus du coquille de tube, et la température métallique de la plaque de tube est difficile à calculer, elle est généralement prise sur le côté supérieur de la température de conception de la température de conception de la plaque de tube.

② Échangeur de chaleur multi-tube: dans la gamme de la zone de tuyauterie, en raison de la nécessité de configurer la structure de la rainure et de la tige de l'espaceur et n'a pas été soutenu par la zone d'échangeur de chaleur AD: formule GB / T151.

③ L'épaisseur effective de la plaque de tube

L'épaisseur effective de la plaque de tube fait référence à la séparation de la plage de tuyaux du fond de l'épaisseur de rainure de cloison de la plaque de tube moins la somme des deux choses suivantes

A, marge de corrosion du tuyau au-delà de la profondeur de la profondeur de la partie de rainure de partition de la plage de tuyaux

B, marge de corrosion du programme de coquille et plaque de tube dans le côté du programme de coquille de la structure de la profondeur de rainure des deux plus grandes plantes

5. Ensemble de joints d'expansion

Dans le tube fixe et l'échangeur de chaleur de la plaque, en raison de la différence de température entre le fluide dans le parcours du tube et le fluide du parcours du tube, et l'échangeur de chaleur et la plaque de la coque et de la plaque de tube, de sorte que dans l'utilisation de l'état, la différence d'extension de la coque et du tube existe entre la coque et le tube, la coque et le tube à la charge axiale. Afin d'éviter les dommages à l'échangeur de coquilles et de chaleur, la déstabilisation de l'échangeur de chaleur, le tube de l'échangeur de chaleur de la plaque de tube retire, il doit être installé des joints d'expansion pour réduire la charge axiale de la coquille et de l'échangeur de chaleur.

Généralement, dans la différence de température de la paroi de l'échangeur de la coquille et de la chaleur, il faut envisager de régler le joint d'expansion, dans le calcul de la plaque de tube, selon la différence de température entre les différentes conditions communes calculées σt, σc, q, dont l'une ne parvient pas, il est nécessaire d'augmenter l'articulation d'extension.

σt - contrainte axiale du tube d'échangeur de chaleur

σc - Contrôle du cylindre de processus de la coquille

Q - Le tube de chaleur et la plaque de tube Connexion de la force de traction

Iv. Conception structurelle

1. Boîte à tuyaux

(1) longueur de la boîte à tuyaux

un. Profondeur intérieure minimale

① Pour l'ouverture du cours unique de la boîte de tube, la profondeur minimale au centre de l'ouverture ne doit pas être inférieure à 1/3 du diamètre intérieur du récepteur;

② La profondeur intérieure et extérieure du cours de tuyau doit garantir que la zone de circulation minimale entre les deux cours n'est pas inférieure à 1,3 fois la zone de circulation du tube d'échangeur de chaleur par cours;

B, la profondeur intérieure maximale

Déterminez s'il est pratique de souder et de nettoyer les pièces intérieures, en particulier pour le diamètre nominal de l'échangeur de chaleur multi-tube plus petit.

(2) Partition séparée du programme

Épaisseur et disposition de la partition Selon le tableau 6 et la figure 15 de GB151, pour l'épaisseur supérieure à 10 mm de la partition, la surface d'étanchéité doit être coupée à 10 mm; Pour l'échangeur de chaleur du tube, la partition doit être installée sur le trou de déchirure (trou de vidange), le diamètre du trou de vidange est généralement de 6 mm.

2. Fonctionnement de la coque et du tube

Niveau de faisceau de tube

Ⅰ, ⅱ Pouleau de tube de niveau, uniquement pour l'acier au carbone, les normes domestiques du tube d'échangeur de chaleur en acier à faible alliage, il y a encore un "niveau supérieur" et un "niveau ordinaire" développé. Une fois que le tube d'échangeur de chaleur domestique peut être utilisé en acier "plus élevé", en acier en carbone, un paquet de tubes d'échangeur de chaleur en acier à faible alliage n'a pas besoin d'être divisé en niveau ⅰ et ⅱ!

Ⅰ, ⅱ Pouple du tube de la différence se situe principalement dans le diamètre extérieur du tube de l'échangeur de chaleur, la déviation de l'épaisseur de la paroi est différente, la taille et la déviation du trou correspondant sont différentes.

Fonde de tube de grade ⅰ des exigences de précision plus élevées, pour le tube d'échangeur de chaleur en acier inoxydable, seulement ⅰ Poule d'œuvre du tube; pour le tube d'échangeur de chaleur en acier en carbone couramment utilisé

② Plaque de tube

A, déviation de taille de trou du tube

Remarquez la différence entre le bundle à tube de niveau ⅰ,

B, le groove de partition du programme

Ⅰ La profondeur de la fente n'est généralement pas inférieure à 4 mm

Ⅱ Largeur de la fente de partition sous-programme: acier au carbone 12 mm; acier inoxydable 11 mm

Ⅲ Minute Range Partition fendre le coin chanfreinage est généralement de 45 degrés, la largeur de chanfreinage B est approximativement égale au rayon R du coin du joint de plage minute.

③ plaque de pont

un. Taille du trou de tuyau: différencié par le paquet

B, hauteur d'encoche de plaque de pliage à l'arc

La hauteur de l'encoche doit être de sorte que le fluide à travers l'espace avec le débit à travers le faisceau de tube similaire à la hauteur de l'encoche soit généralement pris 0,20 à 0,45 fois le diamètre intérieur du coin arrondissement, l'encoche est généralement coupée dans la ligne du tuyau sous la ligne médiane ou coupée en deux rangées de trous de tuyau entre le petit pont (pour faciliter la commodité de port d'un tuyau).

c. Orientation

Arrangement de liquide propre et de haut en bas de haut en bas de haut en bas;

Le gaz contenant une petite quantité de liquide, encoche vers le haut vers la partie la plus basse de la plaque de pliage pour ouvrir le port liquide;

Liquide contenant une petite quantité de gaz, encoche vers la partie la plus élevée de la plaque de pliage pour ouvrir le port de ventilation

La coexistence de gaz-liquide ou le liquide contient des matériaux solides, une arrangement de gauche et de droite et ouvrir le port liquide à l'endroit le plus bas

d. Épaisseur minimale de la plaque pliante; Span maximum non pris en charge

e. Les plaques de pliage aux deux extrémités du faisceau de tube sont aussi proches que possible de l'entrée de la coque et des récepteurs de sortie.

④té

A, le diamètre et le nombre de tirages

Diamètre et nombre selon le tableau 6-32, sélection 6-33, afin de s'assurer que plus ou égal à la zone de coupe transversale de la tige de tir donnée dans le tableau 6-33 sous la prémisse du diamètre et le nombre de tiges de tir peuvent être modifiés, mais son diamètre ne doit pas être inférieur à 10 mm, le nombre de pas moins que quatre

B, la tige de cravate doit être disposée aussi uniformément que possible dans le bord extérieur du faisceau de tube, pour l'échangeur de chaleur de grand diamètre, dans la zone de tuyau ou près de l'espace de plaque de pliage doit être disposé dans un nombre approprié de tiges de tir, toute plaque de pliage doit être pas inférieure à 3 points de support.

c. Écrou de tir, certains utilisateurs ont besoin d'un soudage de noix et de plaque pliante

⑤ Assiette anti-flush

un. La configuration de la plaque anti-flush est de réduire la distribution inégale du liquide et l'érosion de l'extrémité du tube de l'échangeur de chaleur.

né Méthode de fixation de la plaque anti-lavage

Dans la mesure du possible fixé dans le tube à pitt fixe ou près de la plaque de tube de la première plaque de pliage, lorsque l'entrée de la coquille est située dans la tige non fixe sur le côté de la plaque de tube, la plaque anti-scraming peut être soudée au corps du cylindre

(6) Réglage des joints d'expansion

un. Situé entre les deux côtés de la plaque pliante

Afin de réduire la résistance au fluide de l'articulation d'expansion, si nécessaire, dans l'articulation d'expansion à l'intérieur d'un tube de revêtement, le tube de revêtement doit être soudé à la coque dans le sens de l'écoulement de fluide, pour les échangeurs de chaleur verticaux, lorsque la direction d'écoulement du fluide, doit être configurée à l'extrémité inférieure de la tube de la revêtement des trous de décharge de tube de revêtement

né Joints d'expansion du dispositif de protection pour empêcher l'équipement du processus de transport ou l'utilisation de tirer le mauvais

(vii) la connexion entre la plaque de tube et la coque

un. L'extension se double d'une bride

né Plaque de tuyau sans bride (GB151 Annexe G)

3. Frise de tuyau:

① Température de conception supérieure ou égale à 300 degrés, doit être utilisée à la bride de bout.

② Pour l'échangeur de chaleur ne peut pas être utilisé pour reprendre l'interface pour abandonner et se décharger, doit être réglé dans le tube, le point le plus élevé du cours de la coque du saignement, le point le plus bas du port de décharge, le diamètre nominal minimum de 20 mm.

③ L'échangeur de chaleur vertical peut être configuré le port de débordement.

4. Soutien: espèces GB151 selon les dispositions de l'article 5.20.

5. Autres accessoires

① Soulever des pattes

La qualité supérieure à 30 kg de couverture officielle de boîte et de la boîte à tuyaux doit être réglée des pattes.

② Fil supérieur

Afin de faciliter le démantèlement de la boîte à tuyaux, le couvercle de la boîte de tuyau doit être réglé dans le fil officiel du couvercle de la boîte de tuyau.

V. Fabrication, exigences d'inspection

1. Plaque à tuyaux

① Joints de bout de la plaque de tube épissé pour l'inspection à 100% des rayons ou UT, niveau qualifié: RT: ⅱ UT: ⅰ niveau;

② En plus de l'acier inoxydable, le traitement thermique du soulagement de la plaque de tuyau épissé;

③ Toule Plaque du pont de pont Déviation Largeur: Selon la formule pour calculer la largeur du pont de trou: b = (s - d) - d1

Largeur minimale du pont de trou: b = 1/2 (s - d) + c;

2. Traitement thermique de la boîte de tube:

L'acier au carbone, l'acier à faible alliage soudé avec une cloison à portée divisée du boîtier de tuyau, ainsi que la boîte de tuyau des ouvertures latérales plus de 1/3 du diamètre intérieur de la boîte à tuyaux de cylindre, dans l'application du soudage pour le traitement thermique du soulagement du stress, la surface d'étanchéité de la bride et la partition doivent être traitées après un traitement thermique.

3. Test de pression

Lorsque la pression de conception du processus de coquille est inférieure à la pression du processus de tube, afin de vérifier la qualité de l'échangeur de chaleur et des connexions de plaque de tube

① Pression du programme de coquille pour augmenter la pression d'essai avec le programme de tuyau conformément au test hydraulique, pour vérifier si la fuite des joints de tuyau. (Cependant, il est nécessaire de s'assurer que la contrainte de film primaire de la coque pendant le test hydraulique est ≤0,9relφ)

② Lorsque la méthode ci-dessus n'est pas appropriée, la coquille peut être un test hydrostatique en fonction de la pression d'origine après le passage, puis la coque pour le test de fuite d'ammoniac ou le test de fuite d'halogène.