Q∕SY 07014-2019 螺旋折流板换热器

1、Q/SY中国石油總鶚贿蚣触业标准Q/SY 070142019螺旋折流板换热器Helical baffles heat exchangers2020 -03-01 实施2019-11-26 发布中囯石油天然气集团有P艮公司 发布Q/SY 070142019 IQ/SY 070142019 #目 次 TOC o 1-5 h z mwn1 細1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 2规范性引用文件1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 3术语和定义14侧2 HYPERLINK l bookmark10 o C

2、urrent Document 4.1设计、制造、检验和验收规定 24.2主要零部件2 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 4.3 资格3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 4.4型号表示方法3 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 4.5选型与计算45 设计45.1螺旋折流板45.2支持板6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 5.3旁路挡杆（板）6 HYPERLINK l bookmark20 o C

3、urrent Document 5.4中心管（杆）7 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 5.5拉杆、定距管76制造、检验与验收8删8鵬8 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 6.3换热管8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 6.4折流板、支持板8 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 6.5其他零部件8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 6.6管束吊装9

4、 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 6.7其他规定9Q/SY 070142019 #Q/SY 070142019 II本标准按照GB/T 1.12009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由中国石油天然气集团有限公司标准化委员会石油石化设备与材料专业标准化技术委员会 提出并归口。本标准起草单位：大庆石化分公司、哈尔滨石化分公司、寰球工程公司华东分公司。本标准主要起草人:刘斌、邢芳、侯晓峰、张勇、韩冰、王远慧、秦国民、张智、刘统华、王春艳、 刘颖、高少平、韩超、张鑫、巴东平、焦庆雨、郎冬。Q/SY 070142019

5、 Q/SY 070142019 螺旋折流板换热器1范围本标准规定了金属制螺旋折流板热交换器的设计、制造、检验和验收要求。本标准适用于螺旋倾角范围5 - 60的螺旋折流板热交换器的设计、制造、检验和验收，其他 参数范围与GB/T 151 致。注：螺旋折流板热交换器即为螺旋折流板换热器（见GB/T 151热交换器）。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。第1部分：通用要求 第2部分：材料第3部分：设计第4部分：制造、检验和验收GB/T 150.1压力容器 GB/T

6、 150.2压力容器 GB/T 150.3压力容器 GB/T 150.4压力容器 GB/T 151热交换器GB/T 28712.1GB/T 28712.2 GB/T 28712.3GB/T 28712.4热交换器型式与基本参数热交换器型式与基本参数热交换器型式与基本参数热交换器型式与基本参数第1部分：浮头式热交换器 第2部分：固定管板式热交换器 第3部分：U形管式热交换器 第4部分：立式热虹吸式重沸器NB/T 47014承压设备焊接工艺评定NB/T 47013.2承压设备无损检测第2部分：射线检测TSG 21固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义GB/T 151界定的以及下列术语和定义适用

7、于本文件。3.1螺旋折流板helical baffle经过加工的椭圆扇形支撑板，与壳体截面有一定的安装倾角，其在壳体截面上投影为1/4圆面， 是螺旋折流板热交换器的核心零件。3.2螺旋折流板管束 helical baffle bundle热交换器折流板结构为螺旋折流板的管束。螺旋折流板管束是由螺旋折流板在空间上假想螺旋形 排列构成的，每一块折流板占一个象限并与介质流向成一定角度，在周边形成连续的螺旋线，使壳程 流体产生近似连续螺旋状流动。螺旋倾角helix angle螺旋折流板与热交换器轴线法向之间夹角A见图1。3.4螺旋折流板间距 helical baffles spacing在螺旋折流板热

8、交换器中，每块螺旋折流板占壳程截面的1/4,相邻的1/4块折流板在周边衔接， 在周边形成连续的螺旋线，其中一个螺距即为螺旋折流板间距见图1。3.53巨 spacer pipe保证相邻螺旋折流板间距的管，其定距管的端面斜度与螺旋倾角一致。3.6中心管（杆）center tube （rod）在壳程轴线位置设置的管（杆），保证螺旋折流板的同心及稳定。3.7旁路挡杆（板）by-pass rod （plate）在螺旋折流板边缘沿着管束轴向的圆形或矩形密封件。3.8防冲挡杆 impingement rod在壳程进口处按照一定方式排列的一排或几排挡杆，防止介质直接冲刷换热管。3.9拉杆tie rod固定螺旋

9、折流板在垂直方向上的位置，并把相邻象限的两个螺旋折流板连接起来的杆，使之成 为整体。3.10换热面积surface area以换热管外径为基准，扣除伸人管板内的换热管长度及最后一块环形支持板到管板端面换热管长 度后，计算得到的外表面积；对于U形管式热交换器，一般不包括U形弯管段的面积。4总则4.1设计、制造、检验和验收规定除必须符合本标准的规定外，本标准中未提及的规定应按GB/T 150.1 - 150.4、GB/T 151执行。 4.2主要零部件螺旋折流板热交换器的主要零部件有前端结构、壳体和后端结构（包括管束）三部分。螺旋折流 板热交换器与GB/T 151中规定的热交换器主要区别在于管束的

10、结构形式，其主要零部件及名称见表1 和图1至图30表1螺旋折流板热交换器的主要零部件及名称序号名称序号名称序号名称1管板4中心管（杆）7支持板2螺旋折流板5拉杆8滑道3旁路挡杆（板）6定距管9防冲挡杆注：图中注释见表1。图1单螺旋折流板管束图2双螺旋折流板管束图3螺旋折流板管束4.3资格4.3.1螺旋折流板热交换器的设计、制造单位应具备健全的质量管理体系。4.3.2对符合TSG 21规定的螺旋折流板热交换器的设计、制造单位应持有相应的特种设备许可证。4.4型号表示方法4.4.1结构形式用3个拉丁字母依次表示前端结构、壳体和后端结构（包括管束）三部分。详细分类 型式及代号见GB/T 15104.

11、4.2型号由结构型式、公称直径、设计压力、公称换热面积、公称长度、换热管外径、管/壳程数、管束等级等字母代号组合表示。示例如下:L x x xNt飞 I （yn）钢制管束分I级、n级两级管/壳程数，单壳程时只写N,LN换热管公称长度（m）; 一换热管外径（mm）公称换热面积（m2）管/壳程设计压力（MPa），压力相等时只写A公称直径（mm），对于釜式重沸器用分数表示，分子 为管箱直径，分母为壳程圆筒直径第一个字母L代表螺旋折流板热交换器 第二个字母代表前端结构型式 第三个字母代表壳体型式第四个字母代表后端结构型式示例：浮头式螺旋折流板热交换器：平盖管箱，公称直径500mm,管程和壳程设计压力均

12、为1.6MPa,公称换热面积 54m2,碳素钢较高级冷拔换热管外径25mm,管长6m,共4管程，单壳程的浮头式螺旋折流板热交换器。其型号为： LAES500-1.6-54-6/25-4 I。4.5选型与计算选型与计算的原则是在保证产品安全的基础上，满足传热、阻力降方面的工艺性能要求。螺旋折 流板热交换器的型式、基本参数与GB/T 28712.1 28712.4 -致。5设计5.1螺旋折流板5.1.1螺旋折流板形式螺旋折流板管束形式可分为单螺旋折流板管束（见图1）、双螺旋折流板管束（见图2）。对于大 直径热交换器，因壳程接管直径较小，折流板搭接较少，折流板对管的支撑较弱，此时可以采用双螺 旋折流

13、板，原理和单螺旋折流板相同，即两个单独的单螺旋折流板系统用于一个热交换器中。螺旋折流板热交换器与常规管壳式热交换器壳体结构形式没有差别，主要不同之处在于折流板结 构不同（图3表示了一个典型的螺旋折流板热交换器管束）。螺旋折流板热交换器结构特点：a）介质在壳体内连续平稳螺旋流动，避免了横向折流产生的严重压力损失，具有压降低的特点；b）在同样的压降下，与弓形折流板比，可大幅度提高壳程介质的流速，从而提高使介质传 热能力增大；c）壳程介质螺旋前进，在径向截面上产生速度梯度，形成径向湍流，使换热管表面滞留底层减 薄，有利于提高膜传热系数；d）与弓形折流板横向折流方式比，不存在死区，在提高换热系数的同时

14、，减少污垢沉积，热阻 稳定，可使换热器一直处于高效运行状态；e）螺旋折流板对换热管的约束要强于弓形折流板，减少管束振动，延长设备的运行周期。 螺旋折流板形式见图405.1.2螺旋折流板管孔直径螺旋折流板管孔直径允许偏差按表2选取。表2螺旋折流板管孔直径允许偏差单位为毫米换热管外径d 38管孔直径d + 0.40d + 0.70允许偏差上偏差为+0.30,下偏差为05.1.3螺旋折流板排列管束中螺旋折流板排列是一个重要的设计特性。壳程进、出管口中心对应正对螺旋折流板的板尖 位置，如图1所示。5.1.4螺旋折流板缺口高度壳程进口、出口接管处，接管直径范围内正对的螺旋折流板应切削部分高度，缺口高度应

15、使流体 通过缺口时与横过管束时的流速相近。缺口大小用切去的弦高表示，见图5。图5螺旋折流板缺口高度5.1.5螺旋折流板通液（气）孔布置卧式螺旋折流板热交换器的壳程为单相清洁流体时，若气体中含有少量液体时则应在下部螺旋 折流板的最低处开通液口，见图6a）;若液体中含有少量气体时则应在上部螺旋折流板最高处开通气 口，见图6b）。Ra）b）图6螺旋折流板通液（气）孔布置5.2支持板图7支持板形式1I5.3旁路挡杆（板）旁路挡杆（板）一般位于螺旋折流板的边缘。旁路挡杆（板）应与螺旋折流板焊接牢固。5.4中心管（杆）5.4.1中心管（杆）应与管板、螺旋折流板焊接牢固。中心管（杆）最小直径见表3，中心管（

16、杆） 与管板的焊接形式见图8。表3中心管（杆）最小直径单位为毫米螺旋折流板热交换器公称直径DN中心管（杆）最小直径DN 600(P 19600 DN 25DN 2200汐382025图8中心管（杆）与管板的焊接形式5.4.2中心管（杆）尽量避免使用大直径的中心管（杆）。5.5拉杆、定距管5.5.1拉杆的直径和数量可以按表4选取。表4拉杆的直径和数量单位为个拉杆直径，mm螺旋折流板热交换器公称直径DN, mm 700700 13001300 15001500 18001800 20002000 23002300 260010812162024324012812121620242816812121

17、2121616拉杆直径，mm螺旋折流板热交换器公称直径DN, mm2600 28002800 30003000 32003200 34003400 36003600 38003800 400010485664728088100123240445256646816202428283236405.5.2拉杆的布置：拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。对于大直径的热交换器，在管束内部需增 加拉杆。每块螺旋折流板应不少于3个拉杆。5.5.3定距管的外径宜与换热管的外径相同，且定距管的内径应至少大于拉杆直径的2mm。6制造、检验与验收6.1通则螺旋折流板热交换器的制造、检验与验收，除遵守本标准外，还应符合

18、GB/T 151和GB/T 150.1 150.4的有关规定。6.2圆筒6.2.1用板材卷制的圆筒，外圆周长的允许上偏差为10mm,下偏差为零。6.2.2圆筒同一断面上的最大内径与最小内径之差，不应大于该断面公称直径DN的0.5%,且应符 合下列规定：DN 1200mm 时，不大于 5mm ；1200mm DN 2000mm 时，不大于 7mm ；2000mm DN 4000mm 时，不大于 10mm。6.2.3圆筒直线度允许偏差不应大于圆筒长度的1%。，且不大于4.5mm。注：检查直线度时应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周0、90、180、270四个部位测量。6.3换热管6.3.1换热管弯曲度应控制在1.0mm/m。6.3.2换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接；且应符合以下要求：对拼接焊缝按NB/T 47014的规定进行焊接工艺评定，评定时试件的数量、尺寸、试验方法应符合其规定；拼接后的焊缝 应进行100%射线检测，符合NB/T 47013.2 B级技术II级合格；对接焊缝检测合格后，应打磨与管 外壁平齐。6.4折流板、支持板6.4