《换热器布管计算》word版

1、布管（1）换热管的排列方式为转角正方形排列 ，如下图所示 （2） 换热管中心距所选换热管 d=25mm ，换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径，查国标得换热管中心距S=32mm(3) 布管限定圆布管限定圆直径DL=Di-2b3 b3=0.25d=0.25×25=6.25mm(一般情况下不小于8mm)取b3=8.5DL=Di-2b3=5002×8.5483mm具体布管图如附图U型管换热器的设计与校核1由工艺设计给定壳体公称直径为500mm，壳程的最高工作压力为1.2MPa，管程最高工作压力为1.5MPa，壳程液体进口温度为70，出口温度为110；管程液体进口温度180，

2、出口温度125；管长为6000mm，4管程单壳程的换热器。原油的黏度大,因此壳程走原油，管程走被冷却的柴油。2筒体壁厚设计 由工艺设计给定设计温度为150，选用低合金钢Q345R。查GB 150一2011可知：150时Q345R的许用应力=189MPa，厚度暂取316mm，焊接采用双面对接焊局部无损探伤检测，焊接系数=0.85,钢板的厚度负偏差按 GB/T 709一2006 查3B类钢板 得 钢板负偏差为C1=0.3,腐蚀裕量C2=3mm, 设计压力为最大工作压力的1.051.1倍,由工艺设计给定壳程的最高工作压力为1.2MPa(绝); 表压=绝压当地大气压=1.2Mpa101.3kpa=1.

3、1Mpa Pc=(1.051.1)×1.1=1.2Mpa计算壁厚tPcDi2tPcC1C25.175mm由于管壳式换热器在工作过程中除承受内压外还受到温差应力、支座反力和自重等载荷的作用，因此壳体壁厚应比计算值大，对碳素钢和低合金钢应满足GB 151一1999的最小厚度要求，查得U型管式换热器的壁厚应不小于8mm，圆整后取钢板名义厚度tn=8mm。3封头厚度计算 为满足强度要求，封头取与筒体相同的Q345R。查GB 150一2011可知：Q345R在150时的许用应力=189MPa，厚度暂取316mm，焊接系数采用双面对接焊局部无损探伤检测，焊接系数=0.85，钢板负偏差为C1=0.

4、3,腐蚀裕量C2=3mm。封头为标准椭圆形封头，计算厚度： 标准椭圆形封头K=1t=1×1.2×500（2×189×0.850.5×1.2C1C25.17mm与筒体壁厚的设计厚度近似，为加工方便封头壁厚取tn=8mm。4管箱短节圆筒、封头厚度计算由工艺设计给定设计温度为200，表压=绝压当地大气压=1.5Mpa101.3kpa=1.4Mpa 设计压力Pc=(1.051.1)×1.4=1.5Mpa为满足强度和加工要求，管箱短节封头取与筒体相同的材料Q345R。根据 GB 150一2011可知：200时Q345R的许用应力=183MPa，

5、厚度暂取316mm，焊接系数采用双面对接焊局部无损探伤检测，焊接系数=0.85，钢板负偏差为C1=0.3,腐蚀裕量C2=3mm。计算短节圆筒壁厚：Tn=t+C1+C2=2.42+0.3+3=5.72mm根据GB 151一1999 规定 碳素钢和低合金钢的最小厚度应不小于8mm,圆整后取8mm封头为标准椭圆形封头，计算厚度： 标准椭圆形封头K=1 与筒体壁厚的设计厚度近似，为加工方便封头壁厚取8mm。强度校核如SW6所示5换热管材料、规格及功能的确定 由于管板选用的是与筒体一样的材料16Mn(锻件)，钢板的硬度200HB 故换热管应选取比管板材料硬度低的材料，所以选用10号碳素钢并且热阻较小 0

6、.00006左右6 拉杆的确定查GB 151一1999 ，换热管外径为25mm19mm，采用拉杆定距管结构 ，如图所示查GB 151一1999（表4345）得 换热管外径为25mm时，拉杆直径d=16mm，材料为不锈钢，4根；拉杆螺纹公称直径dn=16mm，La=20mm，Lb60mm，b=2.0mm拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。7 容器法兰的选择a) 管箱法兰的选择 已知 DN=500mm，PN=1.5 Mpa ，介质温度200，所以选用甲型平焊法兰（平面法兰），查得法兰型号为JB/T 4701一2000。压紧面形式为全平面密封，材料为16MnR。由于腐蚀裕量为3mm，故加厚短节为2mm

7、。查JB/T 4701一2000得法兰连接尺寸：DN=500mm，D=630mm,D1=590mm,D2=555mm,D3=545mm,D4=542mm,=44mm,d=23mm。配套螺柱为M20×28个，查JB/T 4707一2000选用等长双头螺柱（A型）d=d2=20mm，L0=50mm，C=2.5mm，r=6mm， b)壳体法兰的选择DN=500mm，PN=1.2 Mpa ，介质温度200，所以选用甲型平焊法兰（平面法兰），材料为16MnR，压紧面形式为全平面密封查JB/T 4701一2000得法兰连接尺寸：DN=500mm，D=630mm,D1=590mm,D2=555mm

8、,D3=545mm,D4=542mm,=44mm,d=23mm。配套螺柱为M20×28个，材料为40MnB 查JB/T 4707一2000选用等长双头螺柱（A型）d=d2=20mm，L0=50mm，C=2.5mm，r=6mm，L=?c)接管法兰的选择根据HG20592一1997 DN=125 PN=1.5选用板式平焊法兰（标准号为 HG20593），全平面密封，连接尺寸：D=250，K=210, L=18×8(M16)。8 垫片的选择一般情况下垫片材料为非金属软垫片（GB3985 石棉橡胶板）垫片500-1.6 JB/T 4704一2000 查得垫片尺寸D=544mm，d=

9、504mm，3mm法兰垫片接触面外径D4=542mm垫片接触面宽度N=（542504）÷2=19mm基本密封宽度，查GB150一2011表7一1，mm 管箱垫片选用缠绕垫片标号为JBT4719-1992 如图所示为四管程管箱垫片 钢带为 填料为石棉 查JBT4719-1992得D=554,d=522,d1=518 9 管板设计换热器公称直径DN为500mm，即；由于管板不兼作法兰，所以管板与管箱圆筒、壳程圆筒之间的连接方式为a型（管板通过垫片与壳体法兰和官箱法兰连接）； 换热管规格为25mm×2.5mm，Lo=6000mm，换热管实际排管换热管实际排管根数60；换热管排列方

10、式为斜正方形，管心距为32mm；换热管与管板的连接方式：先焊后强度胀接；管板分程隔板槽深4mm，管箱法兰采用JB/T 4701一2000，查GB150.2一2011得圆筒材料: Q345R =189MPa 183MPa管板材料： 16Mn 锻件 150MPa =167MPa换热管材料：10号钢 =108MPa计算,，垫片压紧力作用中心圆直径 6.4mm时mmmm沿隔板一侧的排管数=10和8根隔板槽两侧相邻中心距 =mm在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支承的面积对于正方形排列 =管板布管区面积 =130515一根换热管管壁金属的横截面积a查GB151一1999附录J表

11、J1得 a=176.71管板布管区的当量直径mm管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比 (a型连接2R=) 1.2903系数，对于a型连接方式，, 按查GB151一1999图19得：=0.266确定管板设计压力不能保证与在任何情况下都同时作用，并两侧均为正压时，取两者中的大者=max(,)=max(1.5,1.2)=1.5MPa管板厚度计算 =mm管板设计厚度35.2+6+4+0.8=46mm(加上腐蚀裕量6mm和分程隔板槽厚度4mm)管板名义厚度 =46mm D=542mm GB 151一1999中用于一般场合，管板最小厚度要求应符合：时， 符合。10 接管油的经济流速范围为0.51.0m&

12、#183;s-1 （1）接管的选型 各接管直径由流速及其流量，按如下公式进行计算 管程流体进出口接管：流速取0.8m·s-1 查HG20592-1997可知，选用管程接管公称通径为Dn=125mm，钢管外径为Do=133mm，接管材料为20号钢 ，查GB9948 设计温度下的许用应力 =131MPa，负偏差为0.8mm， 壳程流体进出口接管：流速取0.75m·s-1查HG20592-1997可知，选用壳程接管公称通径为Dn=100mm，钢管外径为Do=108mm接管材料为20号钢 ，查GB9948 设计温度下的许用应力 =140MPa，负偏差为0.8mm 11折流板折流板按

13、等间距布置，管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管。折流板缺口水平上下布置，为防止液体中有气体进入壳体，在缺口朝下的折流板最高处开通气口，如图所示 折流板间距为150mm，圆缺口高度h=13Do+5mm=172mm，且钢管的最大无支撑跨距为1850mm，所以折流板的最小厚度为12mm，公称直径 DN=500 折流板的名义外直径=500一4.5=495.5mm。查国标151-1999（表35）得折流板管孔直径=换热管外径+0.7=25.7mm12 U形管的尾部支撑板 U形管换热器中，靠近弯管段其支撑作用的折流板，如图所示，结构尺寸A+B+C之和应不大于最大无支撑跨距A+B+C1850, 推出

14、B646mm,取300mm11 分程隔板一般情况，压差不大，由于DN=500mm 所以选择材料为 Q345R 厚度10mm 共2个隔板,隔板槽宽度为12mm, 13 管孔和拉杆孔 查GB151-1999（表16）可知,管孔直径为25.25,允许偏差+0.15,拉杆孔直径=拉杆直径+1.0=17mmaccident occurs, the direct punishment 500-1000, who is directly responsible for the accident responsibility, give notice of criticism and 50-100 econo

15、mic sanctions against them. (4) to conceal the accident, reported without undue delay or false, to inform the administrative leadership of the criticism, resulting in serious consequences, the pursuit of leadership, along with 500-1000 punishment. (5) significant near miss should be attempted as the

16、 case of responsible for the accident and construction team injuries accident penalty provisions, mutatis mutandis. Eight, should perform in the construction standards and specifications, serial number a 1 GB3323-2005 steel fusion welded butt joints, welding engineering-Ray lighting and quality rati

17、ng of 2 GB11345-89 steel welds manual methods of ultrasonic inspection and testing results for grade 3 GB50236-2002 industrial pipe welding engineering code for construction and acceptance of field equipment 4 HGJ222-92 technical specification for welding of aluminium and its alloys 5 low temperatur

18、e steel welding procedure 6 SH3525-2004 petrochemical JB/ T4708-2000 of welding procedure qualification for steel pressure vessels 7 JB/4709-2000 8 JB4730-2005 pressure vessel welding procedures of steel pressure vessel NDT 9 JB/T4744-2000 steel pressure vessel products mechanical properties test of welded plate II, mechanic