Ідеї ​​дизайну теплообмінника та пов'язані з цим знання

I. Класифікація теплообмінника:

Теплообмінник оболонки та трубки можна розділити на наступні два категорії відповідно до структурних характеристик.

1. Жорстка структура теплообмінника оболонки та трубки: цей теплообмінник став нерухомим типом трубки та пластини, як правило, можна розділити на діапазон одноразових труб та багатопідробний діапазон двох видів. Його переваги - це проста і компактна структура, дешева і широко використовується; Недоліком є ​​те, що трубку не можна механічно очистити.

2. Теплообмінник оболонки та трубки з пристроєм компенсації температури: він може зробити нагріту частину вільного розширення. Структуру форми можна розділити на:

① Плаваючий тип голови Теплообмінник: Цей теплообмінник може бути вільно розширений на одному кінці пластини трубки, так званої "плаваючої голови". Він застосовується до стінки трубки, і різниця температури стінки оболонки є великою, простір для трубки часто очищається. Однак його структура є більш складною, витрати на обробку та виробництво вища.

 

② Теплообмінник U-подібної трубки: у нього є лише одна тарілка трубки, тому трубка може бути вільною для розширення та скорочення при нагріванні або охолодженні. Структура цього теплообмінника проста, але навантаження на виготовлення вигину більша, і оскільки трубка повинна мати певний радіус вигину, використання трубки є поганою, трубка механічно очищається, що важко демонтує, і замінити трубки не просто, тому вона потрібна, щоб проходити через трубки рідини. Цей теплообмінник може бути використаний для великих змін температури, високих температур або високого тиску.

③ Теплообмінник типу упаковки: він має дві форми, одна знаходиться в тарілці трубки в кінці кожної трубки, має окрему упаковку, щоб забезпечити вільне розширення та скорочення трубки, коли кількість труб у теплообміннику дуже мала, перед використанням цієї структури, але відстань між трубкою, ніж загальний теплообмінник, щоб бути великою, складною структурою. Інша форма виготовлена ​​в одному кінці плаваючої структури трубки та оболонки, в плаваючому місці, використовуючи всю упаковку, конструкція простіша, але ця структура не простою у випадку великого діаметра, високого тиску. Теплообмінник типу коробки на начинці використовується рідко.

Ii. Огляд умов дизайну:

1. Дизайн теплообмінника, користувач повинен забезпечити такі умови проектування (параметри процесу):

① Труба, робочий тиск програми Shell (як одна з умов, щоб визначити, чи потрібно забезпечити обладнання на уроці)

② Трубка, робоча температура програми Shell (вхід / розетка)

③ Температура металевої стінки (обчислена процесом (надається користувачем)

④material назва та характеристики

⑤корозійна маржа

⑥ Кількість програм

⑦ Площа передачі тепла

⑧ Технічні характеристики теплообмінної трубки, розташування (трикутна або квадратна)

⑨ Складна пластина або кількість опорної пластини

⑩ Ізоляційний матеріал і товщина (для визначення виступу висоти сидіння з табличкою)

(11) фарба.

Ⅰ. Якщо користувач має спеціальні вимоги, користувач для надання бренду, кольору

Ⅱ. Користувачі не мають особливих вимог, самі дизайнери вибрані

2. Кілька ключових умов проектування

① Робочий тиск: як одна з умов для визначення того, чи є класифіковане обладнання, воно повинно бути надано.

② Матеріальні характеристики: Якщо користувач не дає назву матеріалу, повинен забезпечити ступінь токсичності матеріалу.

Оскільки токсичність середовища пов'язана з неруйнівним моніторингом обладнання, термічною обробкою, рівнем пологів для вищого класу обладнання, але також пов'язаний з поділом обладнання:

A, GB150 10.8.2.1 (f) Креслення вказують на те, що контейнер, що тримає надзвичайно небезпечне або дуже небезпечне середовище токсичності 100% RT.

B, 10.4.1.3 Малюнки вказують на те, що контейнери, що утримують надзвичайно небезпечні або дуже небезпечні середовища для токсичності, повинні бути після запровадженої термічної обробки (зварені суглоби аустенітної нержавіючої сталі не можуть бути термічними)

c. Пошкодження. Використання середньої токсичності для екстремальних або дуже небезпечних пологів повинно відповідати вимогам III або IV класу.

③ Технічні характеристики труби:

Зазвичай використовується вуглецева сталь φ19 × 2, φ25 × 2,5, φ32 × 3, φ38 × 5

Нержавіюча сталь φ19 × 2, φ25 × 2, φ32 × 2,5, φ38 × 2,5

Розташування труб теплообмінників: трикутник, кутовий трикутник, квадрат, кутовий квадрат.

★ Коли потрібно механічне очищення між трубами теплообмінника, слід використовувати квадратне розташування.

1. Дизайн -тиск, температура проектування, коефіцієнт зварювання

2. Діаметр: DN <400 циліндра, використання сталевої труби.

DN ≥ 400 циліндра, використовуючи сталеву пластину.

16 "сталева труба ------ з користувачем для обговорення використання сталевої пластини.

3. Діаграма макета:

Відповідно до області передачі тепла, специфікації трубки передачі тепла для намалювання схеми планування для визначення кількості труб передачі тепла.

Якщо користувач надає схему трубопроводів, але також для перегляду трубопроводів знаходиться в межах обмеження трубопроводів.

★ Принцип прокладки труби:

(1) У обмеженому колі трубопроводу повинно бути сповнене труби.

② Кількість мультидержавних труб повинна спробувати вирівняти кількість ударів.

③ Трубка теплообмінника повинна бути розташована симетрично.

4. Матеріал

Коли сама трубка має опукле плече і з'єднана з циліндром (або головою), слід використовувати кування. Завдяки використанню такої структури трубної пластини, як правило, використовуються для більш високого тиску, легкозаймистих, вибухонебезпечних та токсичності для екстремальних, дуже небезпечних випадків, чим більш високі вимоги до пластини трубки також є більш товстою. Щоб уникнути опуклого плеча для виробництва шлаку, розшарування та поліпшення умов опуклої напруги плечових волокон, зменшити кількість переробки, економити матеріали, опуклове плече та плита трубки, безпосередньо підроблені з загальної кування для виготовлення трубної пластини.

5. Теплообмінник та з'єднання з трубкою

Трубка в підключенні до пластини трубки в конструкції теплообмінника оболонки та трубки є важливішою частиною конструкції. Він не тільки обробляє навантаження, і повинен здійснювати кожне з'єднання в експлуатації обладнання, щоб переконатися, що середовище без витоку та витримання середньої ємності тиску.

Підключення для трубки та трубки - це в основному три способи: розширення; B зварювання; C Розширення зварювання

Розширення оболонки та трубки між витоком середовища не призведе до несприятливих наслідків ситуації, особливо для матеріалу зварювальності є поганим (наприклад, трубкою з теплообмінника з вуглецевої сталі), а навантаження на виробничу установку занадто велике.

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 вібрації, без надмірних змін температури та суттєвої корозії стресу.

Зварювальне з'єднання має переваги простого виробництва, високої ефективності та надійного з'єднання. Через зварювання трубка до пластини трубки відіграє кращу роль у збільшенні; А також може зменшити вимоги до обробки труб, заощаджуючи час обробки, легке обслуговування та інші переваги, його слід використовувати як пріоритет.

Крім того, коли середня токсичність є дуже великою, середня та атмосфера, змішана легко вибухнути, середовище є радіоактивним або всередині та зовні змішування матеріалів труби, матиме несприятливий ефект, щоб забезпечити герметику суглобів, але також часто використовує метод зварювання. Метод зварювання, хоча переваги багатьох, оскільки він не може повністю уникнути "корозії щілини" та зварених вузлів корозійної напруги, і тонкої стінки труби та товстої трубної пластини важко отримати надійне зварювання між ними.

Метод зварювання може бути більш високою температурою, ніж розширення, але при дії високотемпературного циклічного напруження зварювання дуже сприйнятливий до тріщин втоми, зазору трубки та трубки, коли піддається корозійним середовищам, для прискорення пошкодження суглоба. Тому одночасно використовуються зварювальні та розширювальні стики. Це не тільки покращує стійкість до втоми суглоба, але й знижує тенденцію корозії щілини, і, таким чином, термін її обслуговування набагато довший, ніж при використанні лише зварювання.

У яких випадках підходить для впровадження зварювання та розширення з'єднань та методів, не існує рівномірного стандарту. Зазвичай при температурі не надто високий, але тиск дуже високий, або середовище дуже легко просочитись, використання розширення міцності та герметизації зварювання (ущільнювальне зварювання відноситься просто для запобігання витоку та впровадження зварювання, і не гарантує міцність).

Коли тиск і температура дуже високі, використання силового зварювання та розширення пасти, (зварювання міцності навіть якщо зварювання має щільне, але також для того, щоб з'єднання має велику міцність на розрив, як правило, відноситься до міцності зварювання дорівнює міцності труби під осьовим навантаженням при зварюванні). Роль розширення полягає в основному для усунення корозії щілини та підвищення стійкості до втоми зварювання. Конкретні структурні розміри стандарту (GB/T151) були передбачені, тут не будуть детально.

Для вимог шорсткості поверхні труби:

A, Коли підключення до зварювання на пластині та трубці з шорсткістю RA, значення RA не перевищує 35 -ти.

B, одноразове нагрівання трубки та з'єднання тарілки для трубки, шорсткість поверхні отвору трубки не більше 12,5 -тим з'єднання, поверхня отвору трубки не повинна впливати на розширення герметичності дефектів, наприклад, через поздовжній або спіральний бал.

Iii. Розрахунок проектування

1. Розрахунок товщини стіни оболонки (включаючи коротку секцію коробки труби, голову, обчислювальну програму розрахунку товщини стінки циліндра) Труба, товщина стінки циліндра оболонки повинна відповідати мінімальній товщини стінки в GB151, для вуглецевої сталі та низької сплавної сталі мінімальна товщина стіни відповідно до корозійного маржі C2 = 1 мм

2. Розрахунок арматури відкритого отвору

Для оболонки, що використовує сталеву трубку, рекомендується використовувати всю арматуру (збільшити товщину стінки циліндра або використовувати трубку з товстими стінами); Для більш товстої коробки трубки на великій дірі врахувати загальну економіку.

Жодне інше підкріплення не повинно відповідати вимогам декількох пунктів:

① Дизайнерський тиск ≤ 2,5 мПа;

② Центральна відстань між двома сусідніми отворами повинна бути не менше, ніж удвічі більше суми діаметра двох отворів;

③ Номінальний діаметр приймача ≤ 89 мм;

④ Візьміть мінімальну товщину стінки, повинна бути таблиці 8-1 (перейдіть на корозію 1 мм).

3. Фланець

Фланець обладнання за допомогою стандартного фланця повинен звернути увагу на фланець та прокладку, кріплення збігається, інакше фланець повинен бути обчислений. Наприклад, введіть фланець з плоским зварюванням у стандарті зі своєю відповідною прокладкою для неметалічної м'якої прокладки; Коли використання обмотки прокладки слід перерахувати для фланця.

4. Трубна плита

Потрібно звернути увагу на такі питання:

① Температура проектування пластини трубки: Згідно з положеннями GB150 та GB/T151, слід приймати не менше, ніж температура металу компонента, але в обчисленні трубної пластини не може гарантувати, що вона обчислюється, вона, як правило, взята на більшу сторону температури проектної температури тарілки.

② Мультипробіжний теплообмінник: в діапазоні трубопроводів через необхідність встановлення конструкції паз і краватки та не вдалося підтримувати область теплообмінника AD: Формула GB/T151.

③ Ефективна товщина тарілки

Ефективна товщина пластини трубки відноситься до діапазону діапазону труб дна товщини пластини трубки мінус сума наступних двох речей

A, Корозійний запас труб за межі глибини глибини частини діапазону труб перегородки

B, Shell Program корозії та пластини трубки в програмі Shell Side конструкції глибини канавки двох найбільших рослин

5. Набір розширення

У фіксованій трубці та тарілці теплообмінник, через різницю температури між рідиною в перебігу трубки та рідиною для перебігу трубки, та теплообмінником та фіксованою тарілкою трубки, так що у використанні стану різниця розширення оболонки та трубки існує між оболонкою та трубкою, оболонкою та трубкою до осьового навантаження. Щоб уникнути пошкодження шкаралупи та теплообмінника, дестабілізація теплообмінника, теплообмінна трубка з тарілки з трубкою, її слід встановити розширювальні стики для зменшення осьового навантаження оболонки та теплообмінника.

Як правило, у різниці температури стінки оболонки та теплообмінника велика, потрібно розглянути можливість встановлення розширювального суглоба, в розрахунку пластини трубки, відповідно до різниці температур між різними умовами, обчисленими σt, σc, q, одним з яких не вдається кваліфікувати, необхідно збільшити суглоб розширення.

σt - осьове напруження теплообмінника

σc - осьовий напруження циліндра оболонки

Q-Трубка теплообмінника та з'єднання тарілки з тарілкою витяжки

Iv. Структурна конструкція

1. Коробка труби

(1) Довжина труби

а. Мінімальна внутрішня глибина

① До отвору одиночної труби перебігу трубки мінімальна глибина в центрі отвору не повинна бути менше 1/3 внутрішнього діаметра приймача;

② Внутрішня та зовнішня глибина перебігу труби повинна забезпечити, щоб мінімальна площа циркуляції між двома курсами не менше 1,3 рази перевищує обігу обігу трубки теплообмінника на курс;

B, максимальна глибина всередині

Поміркуйте, чи зручно зварювати та очистити внутрішні частини, особливо для номінального діаметра меншого багатокотипного теплообмінника.

(2) Окремий програмний розділ

Товщина та розташування перегородки відповідно до таблиці 6 та рисунку 15 GB151, для товщини, що перевищує 10 мм перегородки, поверхню герметизації слід обрізати до 10 мм; Для теплообмінника трубки перегородки слід встановити на слізному отворі (зливний отвір), діаметр зливного отвору, як правило, 6 мм.

2. Корпус оболонки та трубки

①Tube Рівень пакету

Ⅰ, ⅱ Рівневий пучок трубки, лише для вуглецевої сталі, низьколегованої сталевої теплообмінної трубки побутових стандартів, все ще розвивається "більш високий рівень" та "звичайний рівень". Як тільки побутова трубка теплообмінника може бути використана "вища" сталева труба, вуглецева сталь, низьколегований сталевий пакет теплообмінника, не потрібно розділити на рівень ⅰ та ⅱ!

Ⅰ, ⅱ Пурбота трубки різниці лежить в основному в зовнішньому діаметрі теплообмінника, відхилення товщини стінки відрізняється, відповідний розмір отвору та відхилення різні.

Клас ⅰ Трубка пучка з більш високою точністю, для трубки теплообмінника з нержавіючої сталі, лише ⅰ пучок трубки; Для загальноприйнятої трубки з вуглецевою сталь

② Трубна тарілка

a, відхилення розміру отвору трубки

Зверніть увагу на різницю між пакетом ⅰ, ⅱ рівня трубки

B, Програмний розділ Groove

Ⅰ Глибина слота, як правило, не менше 4 мм

Ⅱ Ширина слота для перегородки підпрограми: вуглецева сталь 12 мм; нержавіюча сталь 11 мм

Ⅲ Кутова кам'яна кам'яна площа хвилини, як правило, 45 градусів, ширина камери B приблизно дорівнює радіусу R кута прокладки хвилини.

③ Кальсова пластина

а. Розмір отвору для труби: диференційовано на рівні пакету

B, висота виїмки для складання лука

Висота виїмки повинна бути такою, щоб рідина через зазор зі швидкістю потоку поперек трубки, подібною до висоти виїмки, зазвичай приймається в 0,20-0,45 рази більше внутрішнього діаметра закругленого кута, виїмка, як правило, вирізається в трубі під центральною лінією або розрізати в два ряди отворів для труб між невеликим мостом (для полегшення сповіщення в трубі).

c. Орієнтація

Одностороння чиста рідина, обстановка вгору і вниз;

Газ, що містить невелику кількість рідини, вирізає вгору до найменшої частини складної пластини, щоб відкрити рідкий порт;

Рідина, що містить невелику кількість газу, виїхала вниз до найвищої частини складної пластини, щоб відкрити вентиляційний порт

Співіснування газо-рідини або рідина містить тверді матеріали, ліворуч і права рухом і відкрийте рідкий порт у найнижчому місці

д. Мінімальна товщина складної пластини; Максимальний непідтримуваний проміжок

е. Розкладні пластини на обох кінцях пучка трубки максимально близькі до входу та приймачів на розетки.

④TIE ROD

a, діаметр і кількість краватних стрижнів

Діаметр і число відповідно до таблиці 6-32, 6-33 Вибір, щоб забезпечити, що дорівнює або дорівнює області поперечного перерізу стрижня, наведеного в таблиці 6-33 під передумовою діаметром, і кількість штанів краватки може бути змінена, але його діаметр не повинен бути меншим за 10 мм, кількість не менше чотирьох

B, штук для краватки повинен бути розташований максимально рівномірно у зовнішньому краю пучка трубки, для теплообмінника великого діаметра, в області труби або біля розкладної зазору пластини повинен бути розташований у відповідній кількості штук

c. Зав'язуйте гайку для стрижня, деякі користувачі потребують наступного гайки та складання зварювання пластини

⑤ Антиплосова пластина

а. Встановлення антиплюзної пластини полягає у зменшенні нерівномірного розподілу рідини та ерозії кінця теплообмінної трубки.

б. Метод фіксації пластини проти вимивання

Наскільки це можливо, закріплений у фіксованій кроці або біля пластини трубки першої складної пластини, коли вхід оболонки розташований у нефіксованому стрижні збоку пластини трубки, антисриблююча пластина може бути зварена до кузова циліндра

(6) Встановлення розширювальних суглобів

а. Розташований між двома сторонами складеної пластини

Для того, щоб знизити стійкість до рідини розширювального суглоба, якщо необхідно, у розширювальному суглобі на внутрішній частині трубки вкладиш, вкладку слід зварювати до оболонки в напрямку потоку рідини, для вертикальних теплообмінників, коли вгору вгору вгору

б. Розширювальні стики захисного пристрою для запобігання обладнання в процесі транспорту або використання витягування поганого

(vii) Зв'язок між пластиною трубки та оболонкою

а. Розширення подвоюється як фланець

б. Трубна пластина без фланця (GB151 Додаток G)

3. Фланець труби:

① Температура проектування, що перевищує або дорівнює 300 градусів, повинна використовуватися фланцем.

② Для теплообмінника не можна використовувати для перейняття інтерфейсу, щоб відмовитися і розрядитись, слід встановити в трубці, найвищу точку оболонки перебігу, найнижчу точку розряду, мінімальний номінальний діаметр 20 мм.

③ Вертикальний теплообмінник може бути встановлений портом переповнення.

4. Підтримка: види GB151 відповідно до положень статті 5.20.

5. Інші аксесуари

① Підняття наконечників

Якість, що перевищує 30 кг, офіційна кришка коробки та труби повинна бути встановлена.

② Топ -дріт

Для того, щоб полегшити демонтаж трубної коробки, кришка трубки, повинна бути встановлена ​​на офіційній дошці, верхній дріт з кришкою труби.

V. Виробництво, вимоги до огляду

1. Трубна плита

① Шкільні стики з пластиною з сплайсами для 100% огляду променів або UT, кваліфікований рівень: RT: ⅱ UT: ⅰ Рівень;

② Окрім нержавіючої сталі, сплайсована трубна пластина для рельєфу термообробка;

③ Відхилення про ширину пластини з трубкою: Відповідно до формули обчислення ширини мосту отвору: B = (S - D) - D1

Мінімальна ширина мосту отвору: b = 1/2 (s - d) + c;

2. Трубна коробка термічна обробка:

Вуглецева сталь, низька лепівська сталь, зварена з розділеним діапазоном коробки для труб, а також трубною коробкою бічних отворів більше 1/3 внутрішнього діаметра коробки циліндрів, при застосуванні зварювання на обробку стресу, термообробка, фланця та розподіл герметичної поверхні після термічної обробки.

3. Тест на тиск

Коли тиск проектування процесу оболонки нижчий за тиск процесу трубки, щоб перевірити якість трубки теплообмінника та з'єднання пластини трубки

① Тиск програми оболонки для підвищення випробувального тиску за допомогою програми труби, що відповідає гідравлічному випробуванню, щоб перевірити, чи витік трубопроводів. (Однак необхідно забезпечити, щоб первинна плівка напруги оболонки під час гідравлічного випробування становила ≤0,9рель)

② Коли вищезазначений метод не є доцільним, оболонка може бути гідростатичним випробуванням відповідно до початкового тиску після проходження, а потім оболонки для випробування на витік аміаку або тесту на витік галогену.

Vi. Деякі проблеми, які слід зазначити на графіках

1. Вкажіть рівень пучка трубки

2. Трубка теплообмінника повинна бути записана номер маркування

3. Контурна лінія трубопроводу трубопроводу поза закритою товстою суцільною лінією

4. Креслення складання повинні бути позначені розкладною пластиною орієнтації

5. Стандартні отвори для розряду розширення, витяжні отвори на трубних з'єднаннях, пробки труби повинні бути поза зображенням

Ідеї ​​дизайну теплообмінника An1

Час посади: 1 жовтень-2023