Idéer til varmevekslerdesign og relateret viden

I. Klassificering af varmeveksler:

Skal- og rørvarmeveksler kan opdeles i følgende to kategorier i henhold til de strukturelle egenskaber.

1. Stiv struktur af skal- og rørvarmeveksleren: denne varmeveksler er blevet en fast rør- og pladetype, som normalt kan opdeles i enkeltrørs- og multirørsudvalg af to slags.Dens fordele er enkel og kompakt struktur, billig og meget brugt;Ulempen er, at røret ikke kan rengøres mekanisk.

2. Skal og rør varmeveksler med temperatur kompensation enhed: det kan gøre den opvarmede del af den frie ekspansion.Formularens struktur kan opdeles i:

① varmeveksler af flydende hovedtype: denne varmeveksler kan frit udvides i den ene ende af rørpladen, det såkaldte "flydende hoved".Han gælder for rørvæggen og skalvæggens temperaturforskel er stor, rørbundtet er ofte renset.Dens struktur er dog mere kompleks, forarbejdnings- og fremstillingsomkostningerne er højere.

 

② U-formet rørvarmeveksler: den har kun én rørplade, så røret kan frit udvides og trække sig sammen, når det opvarmes eller afkøles.Strukturen af ​​denne varmeveksler er enkel, men arbejdsbyrden ved fremstilling af bøjningen er større, og fordi røret skal have en vis bøjningsradius, er udnyttelsen af ​​rørpladen dårlig, røret er mekanisk rengjort vanskeligt at demontere og udskifte rørene er ikke let, så det er påkrævet at passere gennem rørene af væsken er ren.Denne varmeveksler kan bruges til store temperaturændringer, høje temperaturer eller højtryk.

③ pakkeboks type varmeveksler: den har to former, den ene er i rørpladen for enden af ​​hvert rør har en separat pakningsforsegling for at sikre, at den frie ekspansion og sammentrækning af røret, når antallet af rør i varmeveksleren er meget lille, før brugen af ​​denne struktur, men afstanden mellem røret end den generelle varmeveksler at være stor, kompleks struktur.En anden form er lavet i den ene ende af røret og skallens flydende struktur, på det flydende sted ved hjælp af hele pakningsforseglingen er strukturen enklere, men denne struktur er ikke let at bruge i tilfælde af stor diameter, højt tryk.Pakdåsetype varmeveksler bruges sjældent nu.

II.Gennemgang af designbetingelser:

1. varmevekslerdesign, brugeren skal angive følgende designbetingelser (procesparametre):

① rør, skal program driftstryk (som en af ​​betingelserne for at bestemme, om udstyret på klassen, skal leveres)

② rør, skal program driftstemperatur (indløb / udløb)

③ metalvægstemperatur (beregnet af processen (leveret af brugeren))

④ Materialenavn og egenskaber

⑤ Korrosionsmargin

⑥Antallet af programmer

⑦ varmeoverførselsområde

⑧ specifikationer for varmevekslerrør, arrangement (trekantet eller firkantet)

⑨ foldeplade eller antallet af støtteplade

⑩ isoleringsmateriale og tykkelse (for at bestemme typeskiltets sæde fremspringende højde)

(11) Maling.

Ⅰ.Hvis brugeren har særlige krav, brugeren til at give mærke, farve

Ⅱ.Brugerne har ingen særlige krav, designerne selv har valgt

2. Flere centrale designbetingelser

① Driftstryk: som en af ​​betingelserne for at afgøre, om udstyret er klassificeret, skal det oplyses.

② materialeegenskaber: hvis brugeren ikke angiver navnet på materialet skal angive graden af ​​toksicitet af materialet.

Fordi mediets toksicitet er relateret til den ikke-destruktive overvågning af udstyret, varmebehandling, niveauet af smedegods for den øverste klasse af udstyr, men også relateret til opdelingen af ​​udstyr:

a, GB150 10.8.2.1 (f) tegninger viser, at beholderen indeholder ekstremt farligt eller meget farligt medium med toksicitet 100 % RT.

b, 10.4.1.3 tegninger viser, at beholdere, der indeholder ekstremt farlige eller meget farlige medier for toksicitet, bør varmebehandles efter svejsning (svejsede samlinger af austenitisk rustfrit stål må ikke varmebehandles)

c.Smedegods.Brugen af ​​middel toksicitet til ekstremt eller meget farligt smedegods bør opfylde kravene i klasse III eller IV.

③ Rørspecifikationer:

Almindeligt brugt kulstofstål φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5

Rustfrit stål φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5

Arrangement af varmevekslerrør: trekant, hjørnetrekant, firkant, hjørnefirkant.

★ Når mekanisk rensning er påkrævet mellem varmevekslerrør, bør der anvendes kvadratisk arrangement.

1. Designtryk, designtemperatur, svejsefugekoefficient

2. Diameter: DN < 400 cylinder, brug af stålrør.

DN ≥ 400 cylinder, ved hjælp af valset stålplade.

16" stålrør ------ med brugeren for at diskutere brugen af ​​valset stålplade.

3. Layoutdiagram:

I henhold til varmeoverførselsområdet, varmeoverføringsrørspecifikationer for at tegne layoutdiagrammet for at bestemme antallet af varmeoverførselsrør.

Hvis brugeren giver et rørdiagram, men også at gennemgå rørføringen er inden for rørgrænsecirklen.

★ Princip for rørlægning:

(1) i rørgrænsecirklen skal være fuld af rør.

② antallet af flertaktsrør skal forsøge at udligne antallet af slag.

③ Varmevekslerrør skal placeres symmetrisk.

4. Materiale

Når selve rørpladen har konveks skulder og er forbundet med cylinder (eller hoved), skal der anvendes smedning.På grund af brugen af ​​en sådan struktur af rørpladen bruges generelt til højere tryk, brandfarlig, eksplosiv og toksicitet til ekstreme, meget farlige lejligheder, jo højere krav til rørpladen, er rørpladen også tykkere.For at undgå, at den konvekse skulder producerer slagger, delaminering og forbedrer de konvekse skulderfiberspændingsbetingelser, skal mængden af ​​forarbejdning reduceres, sparer materialer, den konvekse skulder og rørpladen er smedet direkte ud af den samlede smedning for at fremstille rørpladen .

5. Varmeveksler og rørpladetilslutning

Rør i rørpladeforbindelsen, i udformningen af ​​skal og rørvarmeveksler er en vigtigere del af strukturen.Han ikke kun behandler arbejdsbyrden, og skal gøre hver forbindelse i driften af ​​udstyret for at sikre, at mediet uden lækage og modstå medium tryk kapacitet.

Rør- og rørpladeforbindelse er hovedsageligt følgende tre måder: en udvidelse;b svejsning;c ekspansionssvejsning

Udvidelse for skal og rør mellem medielækagen vil ikke forårsage negative konsekvenser af situationen, især for materialets svejsbarhed er dårlig (såsom kulstofstål varmevekslerrør), og produktionsanlæggets arbejdsbyrde er for stor.

På grund af udvidelsen af ​​enden af ​​røret i svejsningen plastisk deformation er der en resterende spænding, med temperaturstigningen forsvinder den resterende spænding gradvist, således at enden af ​​røret for at reducere rollen som tætning og limning, så udvidelsen af ​​strukturen af ​​tryk- og temperaturbegrænsninger, generelt gældende for designtryk ≤ 4Mpa, design af temperaturen ≤ 300 grader, og i driften af ​​de ingen voldsomme vibrationer, ingen overdrevne temperaturændringer og ingen væsentlig spændingskorrosion .

Svejseforbindelse har fordelene ved enkel produktion, høj effektivitet og pålidelig forbindelse.Gennem svejsningen har røret til rørpladen en bedre rolle i at øge;og kan også reducere rørhullets behandlingskrav, spare behandlingstid, nem vedligeholdelse og andre fordele, det bør bruges som et spørgsmål om prioritet.

Derudover, når mediumtoksiciteten er meget stor, blandes mediet og atmosfæren Let at eksplodere mediet er radioaktivt eller inde i og uden for røret vil materialeblanding have en negativ effekt for at sikre, at samlingerne er tætte, men bruger også ofte svejsemetoden.Svejsemetode, selv om fordelene ved mange, fordi han ikke helt kan undgå "spaltekorrosion" og svejsede noder af stresskorrosion, og tynd rørvæg og tyk rørplade er svært at få en pålidelig svejsning mellem.

Svejsemetoden kan være højere temperaturer end ekspansion, men under påvirkning af højtemperaturcyklisk stress er svejsningen meget modtagelig for udmattelsesrevner, rør- og rørhulsgab, når den udsættes for ætsende medier, for at fremskynde beskadigelsen af ​​samlingen.Derfor er der en svejse- og dilatationsfuger, der bruges på samme tid.Dette forbedrer ikke kun sammenføjningens udmattelsesmodstand, men reducerer også tendensen til spaltekorrosion, og dermed er levetiden meget længere, end når svejsning alene anvendes.

I hvilke tilfælde er egnet til implementering af svejse- og dilatationsfuger og metoder, er der ingen ensartet standard.Normalt er temperaturen ikke for høj, men trykket er meget højt, eller mediet er meget let at lække, brugen af ​​styrkeudvidelse og tætningssvejsning (forseglingssvejsning refererer til blot for at forhindre lækage og implementering af svejsningen, og garanterer ikke styrken).

Når trykket og temperaturen er meget høj, henviser brugen af ​​styrkesvejsning og pastaekspansion, (styrkesvejsning er, selvom svejsningen har en tæt, men også for at sikre, at samlingen har en stor trækstyrke, normalt til styrken af svejsning er lig med styrken af ​​røret under aksial belastning ved svejsningen).Ekspansionens rolle er hovedsageligt at eliminere spaltekorrosion og forbedre svejsningens udmattelsesmodstand.Specifikke strukturelle dimensioner af standarden (GB/T151) er fastsat, vil ikke gå i detaljer her.

For kravene til ruhed i rørhullets overflade:

a, når varmevekslerrør og rørplade svejseforbindelse, er røroverfladeruheden Ra-værdi ikke større end 35uM.

b, en enkelt varmevekslerrør og rørpladeekspansionsforbindelse, rørhullets overfladeruhed Ra-værdi er ikke større end 12,5uM ekspansionsforbindelse, rørhulsoverfladen bør ikke påvirke ekspansionstætheden af ​​defekterne, såsom gennem den langsgående eller spiral scoring.

III.Design beregning

1. Skalvægtykkelsesberegning (inklusive rørbokskort sektion, hoved, skalprogram cylindervægtykkelsesberegning) rør, skalprograms cylindervægtykkelse skal opfylde minimumsvægtykkelsen i GB151, for kulstofstål og lavlegeret stål er minimumsvægtykkelsen iht. til korrosionsmarginen C2 = 1 mm overvejelser for tilfælde af C2 større end 1 mm, skal den mindste vægtykkelse af skallen øges tilsvarende.

2. Beregning af åbenhulsarmering

For skallen, der bruger stålrørssystem, anbefales det at bruge hele forstærkningen (øg cylindervægtykkelsen eller brug tykvægget rør);for den tykkere rørboks på det store hul for at tage hensyn til den samlede økonomi.

Ikke en anden forstærkning bør opfylde kravene i flere punkter:

① designtryk ≤ 2,5Mpa;

② Centerafstanden mellem to tilstødende huller bør ikke være mindre end to gange summen af ​​diameteren af ​​de to huller;

③ Nominel diameter på modtageren ≤ 89 mm;

④ overtage den mindste vægtykkelse skal være Tabel 8-1 krav (overtage korrosionsmarginen på 1 mm).

3. Flange

Udstyrsflange, der bruger standardflange, skal være opmærksom på flangen og pakningen, fastgørelsesanordninger matcher, ellers skal flangen beregnes.For eksempel type A flad svejseflange i standarden med dens matchende pakning til ikke-metallisk blød pakning;når brugen af ​​viklingspakning skal genberegnes for flangen.

4. Rørplade

Skal være opmærksom på følgende problemer:

① rørplade design temperatur: I henhold til bestemmelserne i GB150 og GB/T151, bør tages ikke mindre end metaltemperaturen af ​​komponenten, men i beregningen af ​​røret pladen kan ikke garantere, at rørskallen proces media rolle, og metaltemperaturen på rørpladen er svær at beregne, den tages generelt på den højere side af designtemperaturen for rørpladens designtemperatur.

② flerrørs varmeveksler: i området for rørområdet, på grund af behovet for at opsætte afstandsrillen og trækstangsstrukturen og blev ikke understøttet af varmevekslerområdet Ad: GB/T151 formel.

③Rørpladens effektive tykkelse

Den effektive tykkelse af rørpladen refererer til rørafstandsadskillelsen af ​​bunden af ​​skotrillens tykkelse på rørpladen minus summen af ​​følgende to ting

a, rørkorrosionsmargin ud over dybden af ​​dybden af ​​rørområdets skillevægsrilledel

b, skalprogram korrosionsmargin og rørplade i skalprogramsiden af ​​strukturen af ​​rilledybden af ​​de to største anlæg

5. Ekspansionsfuger sæt

I den faste rør- og pladevarmeveksler, på grund af temperaturforskellen mellem væsken i rørforløbet og rørløbsvæsken, og varmeveksleren og skal og rørplade fast forbindelse, således at skallen i brugen af ​​tilstanden og rørudvidelsesforskel eksisterer mellem skallen og røret, skallen og røret til aksial belastning.For at undgå skader på skal og varmeveksler, varmeveksler destabilisering, varmevekslerrør fra rørpladen trækkes af, bør det sættes op ekspansionsfuger for at reducere skallen og varmevekslerens aksiale belastning.

Generelt er temperaturforskellen i skallen og varmeveksleren stor, skal du overveje at indstille ekspansionsfugen, i rørpladeberegningen, i henhold til temperaturforskellen mellem de forskellige almindelige betingelser beregnet σt, σc, q, hvoraf den ene ikke kvalificerer sig , er det nødvendigt at øge ekspansionsfugen.

σt - aksial spænding af varmevekslerrøret

σc - skalprocescylinder aksial spænding

q--Varmevekslerrør og rørpladeforbindelse af aftrækskraften

IV.Strukturelt design

1. Rørboks

(1) Længde af rørkasse

en.Minimum indre dybde

① til åbningen af ​​enkeltrørsforløbet af rørboksen, bør minimumsdybden i midten af ​​åbningen ikke være mindre end 1/3 af modtagerens indvendige diameter;

② rørets indre og ydre dybde skal sikre, at det mindste cirkulationsareal mellem de to forløb ikke er mindre end 1,3 gange varmevekslerrørets cirkulationsareal pr. bane;

b, den maksimale indvendige dybde

Overvej, om det er praktisk at svejse og rense de indre dele, især for den nominelle diameter af den mindre flerrørsvarmeveksler.

(2) Separat programpartition

Tykkelse og arrangement af skillevæggen i henhold til GB151 tabel 6 og figur 15, for en tykkelse på over 10 mm af skillevæggen skal tætningsfladen trimmes til 10 mm;for rørvarmeveksleren skal skillevæggen sættes op på rivehullet (drænhul), drænhullets diameter er generelt 6 mm.

2. Skal og rørbundt

①Rørbundt niveau

Ⅰ, Ⅱ niveau rør bundt, kun for kulstofstål, lavlegeret stål varmeveksler rør indenlandske standarder, er der stadig "højere niveau" og "almindeligt niveau" udviklet.Når husholdningsvarmevekslerrøret kan bruges "højere" stålrør, kulstofstål, lavlegeret stålvarmevekslerrørbundt behøver ikke at blive opdelt i Ⅰ og Ⅱ niveau!

Ⅰ, Ⅱ rør bundt af forskellen ligger hovedsageligt i varmevekslerrøret udvendig diameter, vægtykkelse afvigelse er anderledes, den tilsvarende hulstørrelse og afvigelse er anderledes.

Klasse Ⅰ rørbundt med højere præcisionskrav, til varmevekslerrør i rustfrit stål, kun Ⅰ rørbundt;til det almindeligt anvendte kulstofstål varmevekslerrør

② Rørplade

a, rørhulsstørrelse afvigelse

Bemærk forskellen mellem Ⅰ, Ⅱ niveau rørbundt

b, programpartitionens rille

Ⅰ slidsdybde er generelt ikke mindre end 4 mm

Ⅱ underprograms skillevægsåbningsbredde: kulstofstål 12 mm;rustfrit stål 11mm

Ⅲ minuts rækkevidde affasning af skillevægsspaltens hjørne er generelt 45 grader, affasningsbredden b er omtrent lig med radius R af hjørnet af pakningen i minutområdet.

③ Foldeplade

en.Rørhulstørrelse: differentieret efter bundtniveau

b, bue foldeplade hakhøjde

Indhakhøjden skal være sådan, at væsken gennem spalten med strømningshastigheden over rørbundtet svarende til indhakhøjden generelt tages 0,20-0,45 gange den indvendige diameter af det afrundede hjørne, hakket skæres generelt i rørrækken under midten linje eller skære i to rækker af rørhuller mellem den lille bro (for at lette bekvemmeligheden ved at bære et rør).

c.Hak orientering

Envejs ren væske, hak op og ned arrangement;

Gas indeholdende en lille mængde væske, hak opad mod den nederste del af foldepladen for at åbne væskeporten;

Væske indeholdende en lille mængde gas, hak ned mod den højeste del af foldepladen for at åbne ventilationsporten

Gas-væske sameksistens eller væsken indeholder faste materialer, hak til venstre og højre, og åbn væskeporten på det laveste sted

d.Minimum tykkelse af foldeplade;maksimal ikke-understøttet spændvidde

e.Foldepladerne i begge ender af rørbundtet er så tæt som muligt på skalindløbs- og udløbsmodtagerne.

④Strækstang

a, diameteren og antallet af trækstænger

Diameter og antal i henhold til tabel 6-32, 6-33 valg, for at sikre, at der er større end eller lig med tværsnitsarealet af trækstangen givet i tabel 6-33 under forudsætningen af ​​diameteren og antallet af trækstangen stænger kan ændres, men dens diameter må ikke være mindre end 10 mm, antallet af ikke mindre end fire

b, skal trækstangen anbringes så ensartet som muligt i den ydre kant af rørbundtet, for varmeveksler med stor diameter, i rørområdet eller nær foldepladespalten bør anbringes i et passende antal trækstænger, evt. pladen bør ikke være mindre end 3 støttepunkter

c.Trækstangsmøtrik, nogle brugere kræver følgende en møtrik og foldepladesvejsning

⑤ Anti-skylleplade

en.Opsætningen af ​​anti-skyllepladen er at reducere den ujævne fordeling af væske og erosionen af ​​varmevekslerrørets ende.

b.Fastgørelsesmetode for anti-udvaskningsplade

Så vidt muligt fastgjort i røret med fast stigning eller nær rørpladen på den første foldeplade, når skalindløbet er placeret i den ikke-faste stang på siden af ​​rørpladen, kan anti-krydsningspladen svejses til cylinderlegemet

(6) Indstilling af dilatationsfuger

en.Placeret mellem de to sider af foldepladen

For at reducere væskemodstanden i ekspansionsfugen, om nødvendigt, i ekspansionsfugen på indersiden af ​​et foringsrør, bør foringsrøret svejses til skallen i retning af væskestrømmen, for lodrette varmevekslere, når væskestrømningsretningen opad, skal sættes op i den nederste ende af foringsrørets udledningshuller

b.Ekspansionsled af beskyttelsesanordningen for at forhindre udstyret i transportprocessen eller brugen af ​​at trække det dårlige

(vii) forbindelsen mellem rørpladen og skallen

en.Forlængelse fungerer også som en flange

b.Rørplade uden flange (GB151 Bilag G)

3. Rørflange:

① design temperatur større end eller lig med 300 grader, bør anvendes butt flange.

② for varmeveksleren kan ikke bruges til at overtage grænsefladen for at give op og udledning, skal indstilles i røret, det højeste punkt af skalforløbet af udlufteren, det laveste punkt af udløbsporten, den mindste nominelle diameter på 20 mm.

③ Lodret varmeveksler kan sættes op overløbsport.

4. Støtte: GB151 arter i henhold til bestemmelserne i artikel 5.20.

5. Andet tilbehør

① Løfteøjer

Kvalitet større end 30 kg officielle boks og rørboks dæksel skal være indstillet lugs.

② topledning

For at lette demonteringen af ​​rørboksen, skal rørboksens dæksel, sættes i den officielle tavle, rørboksdækslet øverste wire.

V. Fremstilling, inspektionskrav

1. Rørplade

① splejsede rørpladestumpsamlinger til 100 % stråleinspektion eller UT, kvalificeret niveau: RT: Ⅱ UT: Ⅰ niveau;

② Ud over rustfrit stål, splejset rør plade stress relief varmebehandling;

③ rørplade hul bro bredde afvigelse: i henhold til formlen til beregning af bredden af ​​hulbroen: B = (S - d) - D1

Minimumsbredde af hulbroen: B = 1/2 (S - d) + C;

2. Rørboks varmebehandling:

Kulstofstål, lavlegeret stål svejset med en opdelt skillevæg af rørkassen, såvel som rørkassen i sideåbningerne mere end 1/3 af cylinderrørkassens indvendige diameter ved anvendelse af svejsning til stress aflastningsvarmebehandling, flange og skillevægsforseglingsoverflade skal behandles efter varmebehandling.

3. Tryktest

Når skalprocesdesigntrykket er lavere end rørprocestrykket, for at kontrollere kvaliteten af ​​varmevekslerrøret og rørpladeforbindelserne

① Shell program tryk for at øge testtrykket med røret programmet i overensstemmelse med den hydrauliske test, for at kontrollere, om lækage af rørsamlinger.(Det er dog nødvendigt at sikre, at den primære filmspænding af skallen under den hydrauliske test er ≤0,9ReLΦ)

② Når ovenstående metode ikke er passende, kan skallen være hydrostatisk test i henhold til det oprindelige tryk efter bestået, og derefter skallen til ammoniaklækagetest eller halogenlækagetest.

VI.Nogle problemer skal bemærkes på diagrammerne

1. Angiv niveauet af rørbundtet

2. Varmevekslerrør skal være skrevet med mærkningsnummer

3. Rørpladerørets konturlinje uden for den lukkede tykke ubrudte linje

4. Samlingstegninger skal mærkes foldepladegab-orientering

5. Standard ekspansionsfuger afgangshuller, udstødningshuller på rørsamlingerne, rørpropper skal være ude af billedet

Idéer til varmevekslerdesign an1

Indlægstid: 11-10-2023