過程設(shè)備設(shè)計-第六章(6.2)

1、1第六章第六章 換熱設(shè)備換熱設(shè)備 6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 管殼式換熱器管殼式換熱器6.4 6.4 傳熱強化技術(shù)傳熱強化技術(shù)過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計6.3 6.3 余熱鍋爐余熱鍋爐2特點：結(jié)構(gòu)堅固，彈性大，可靠性高，使用范圍廣，特點：結(jié)構(gòu)堅固，彈性大，可靠性高，使用范圍廣， 使用經(jīng)驗豐富使用經(jīng)驗豐富仍占主導(dǎo)地位。仍占主導(dǎo)地位。6.2 6.2 管殼式換熱器管殼式換熱器一、結(jié)構(gòu)型式：一、結(jié)構(gòu)型式：()vt殼體封頭主體管板管束分程隔板提高管程流體傳熱效果折流板使殼程流體提高傳熱效果且支承管束拉桿、定距管固定折流板和支承板附件 支座膨脹節(jié)降低撓性構(gòu)件接管檢查孔1. 總總體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)32

2、2.基本類型基本類型:(1)固定管板式固定管板式：圖6-13(a)（ a) BEM立 式 固 定 管 板 式 換 熱 器按結(jié)構(gòu)特點按結(jié)構(gòu)特點 剛性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)固定管板式固定管板式具有溫度補償裝置具有溫度補償裝置帶膨脹節(jié)的固定管板式帶膨脹節(jié)的固定管板式使受熱部分自由伸縮使受熱部分自由伸縮 浮頭式浮頭式U形管式形管式填料函式填料函式 t0t4結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): : 焊在形成焊在管束管板上管子、管板、殼體不可拆的剛性結(jié)構(gòu)管板殼體上特點特點: 管子、管板、殼體三者剛性連接管子、管板、殼體三者剛性連接/結(jié)構(gòu)簡單、緊湊結(jié)構(gòu)簡單、緊湊/ 造價便宜造價便宜/應(yīng)用較廣應(yīng)用較廣缺點缺點: 管外不能機械清洗管外不能機械清洗

3、 / 當(dāng)當(dāng)t 由于剛性連接由于剛性連接 t適用適用: t (管子管子殼體殼體) 為減少為減少熱應(yīng)力熱應(yīng)力，通常在固定管板式換熱器中設(shè)置柔性元，通常在固定管板式換熱器中設(shè)置柔性元件（如膨脹節(jié)、撓性管板等），來吸收熱膨脹差。件（如膨脹節(jié)、撓性管板等），來吸收熱膨脹差。5過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計浮頭端可自由伸縮，無熱應(yīng)力浮頭端可自由伸縮，無熱應(yīng)力浮頭端浮頭端(2)浮頭式浮頭式: 圖6-13(b)（內(nèi)浮頭式）（內(nèi)浮頭式）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 一塊管板與殼體螺栓固定一塊管板與殼體螺栓固定 另一塊管板相對于殼體自由移動另一塊管板相對于殼體自由移動 0t6特點特點: 管殼間不產(chǎn)生管殼間不產(chǎn)生t / 管束可自由抽出，便

4、于清洗管管束可自由抽出，便于清洗管 內(nèi)外及拆修內(nèi)外及拆修 / 相對填料函式能在較高的工作壓力和相對填料函式能在較高的工作壓力和 濃度下工作。濃度下工作。缺點缺點: 結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜 / 金屬消耗量大金屬消耗量大 / 造價高（比固定式高約造價高（比固定式高約20%） / 在浮頭處發(fā)生內(nèi)漏無法檢查在浮頭處發(fā)生內(nèi)漏無法檢查適用適用: 管、殼管、殼t / 介質(zhì)易結(jié)垢需清洗的場合介質(zhì)易結(jié)垢需清洗的場合7過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計（ C） BIU U形 管 式 換 熱 器U U形管形管(3)U形管式形管式: 圖6-13(c)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 管被彎成管被彎成U形形 / 只有一塊管板，管束兩端固定在同一只有一塊管板

5、，管束兩端固定在同一 管板上管板上 / 管束可自由伸縮管束可自由伸縮8特點特點: 不產(chǎn)生不產(chǎn)生t / 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單 / 造價低造價低 / 管束可抽出管束可抽出管外清洗方便管外清洗方便缺點缺點: 管束對管板無支撐作用，所需管板厚管束對管板無支撐作用，所需管板厚 / 管內(nèi)清洗不便管內(nèi)清洗不便 / 常振動常振動 / 管板布管少，管板利用率低管板布管少，管板利用率低 / 管外流體常短路管外流體常短路 / 內(nèi)層損壞不易更換，堵管后管子報廢率高內(nèi)層損壞不易更換，堵管后管子報廢率高9過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計(d) AFP填 料 函 雙 殼 程 換 熱 器填料函式密封填料函式密封(4)填料函式填料函式:

6、圖圖6-13(d)(外浮頭式外浮頭式)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 浮頭伸出殼外浮頭伸出殼外 / 浮頭與殼體間用填料密封浮頭與殼體間用填料密封10特點特點: 管束自由伸縮管束自由伸縮管殼間不產(chǎn)生管殼間不產(chǎn)生t / 較浮頭式結(jié)構(gòu)較浮頭式結(jié)構(gòu) 簡單簡單 / 加工制造方便加工制造方便 / 檢修清洗容易，填料處泄漏檢修清洗容易，填料處泄漏 能及時發(fā)現(xiàn)能及時發(fā)現(xiàn)缺點缺點: 殼程有外泄可能，故殼程殼程有外泄可能，故殼程p/ 使用溫度受填料性能使用溫度受填料性能 限制限制t不可太高不可太高 / 不易處理易揮發(fā)，易燃，易爆，不易處理易揮發(fā)，易燃，易爆， 有毒及貴重介質(zhì)有毒及貴重介質(zhì)適用適用: p ，D ，生產(chǎn)中不是為了消除，生

7、產(chǎn)中不是為了消除t，而是為了便于，而是為了便于 清洗殼程才用這類換熱器?，F(xiàn)在已很少采用。清洗殼程才用這類換熱器?，F(xiàn)在已很少采用。11過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計 (f) 蒸發(fā)空間蒸發(fā)空間管束可以為浮頭式、管束可以為浮頭式、U U形管式和固定管板式結(jié)構(gòu)形管式和固定管板式結(jié)構(gòu)(5)釜式重沸器釜式重沸器: 圖6-13(f)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 管束可以浮頭式，管束可以浮頭式，U形管，固定管板式形管，固定管板式 / 殼體上部殼體上部 設(shè)置一個蒸發(fā)空間設(shè)置一個蒸發(fā)空間 特點特點: 根據(jù)管束形式而定根據(jù)管束形式而定12過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計管程管程與管束中流體相通的空間與管束中流體相通的空間殼程殼程換熱管外面流體及相

8、通空間換熱管外面流體及相通空間（ a) BEM立 式 固 定 管 板 式 換 熱 器二、結(jié)構(gòu)設(shè)計二、結(jié)構(gòu)設(shè)計131.管程結(jié)構(gòu)管程結(jié)構(gòu) (1)管束分程管束分程( (分程隔板分程隔板):):條件條件: :當(dāng)換熱器所需換熱面當(dāng)換熱器所需換熱面，而管子又不能太長時，而管子又不能太長時， 就要就要管數(shù)管數(shù)n (v ) 為使管內(nèi)為使管內(nèi)v提高傳熱效果提高傳熱效果需分程需分程 管程數(shù)管程數(shù): 一般有一般有1，2，4，6，8，10，12等七種等七種, 最簡單、最簡單、 最常用的是單管程。最常用的是單管程。隔板布置方式隔板布置方式 (表6-2)平行布置法平行布置法 T形布置法形布置法分程的要求分程的要求: a.

9、避免流體溫差較大的兩部分管束緊鄰避免流體溫差較大的兩部分管束緊鄰b.程與程之間溫差不宜過大程與程之間溫差不宜過大, 不超過不超過20c.應(yīng)盡可能使各管程的換熱管數(shù)大致相同應(yīng)盡可能使各管程的換熱管數(shù)大致相同d.分程隔板槽形狀簡單分程隔板槽形狀簡單, 密封面長度較短密封面長度較短14 隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋 ( a ) （b ） ( c ) ( d ) 圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式 15過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計表表6-2 管束分程布置圖管束分程布置圖圖序管箱隔板介質(zhì)返回側(cè)隔板管程數(shù)流動順序214612123414231432213546146325bacdefg流向

10、流向16分程隔板與管板的連接形式分程隔板與管板的連接形式:隔板密封面通常隔板密封面通常10mm;對臥式換熱器對臥式換熱器:設(shè)置設(shè)置6mm的排液孔的排液孔, 其位置按具體情況而定其位置按具體情況而定17換熱管換熱管材料材料: :pt 選金屬 碳鋼/低合金鋼/不銹鋼/銅/鈦據(jù)流體管材非金屬:石墨/陶瓷/聚四氟乙烯 腐蝕性管內(nèi)流速管內(nèi)流速: 使管內(nèi)流體使管內(nèi)流體達湍流達湍流, 提高傳熱效果提高傳熱效果 通常液體通常液體v=0.32m/s 氣體氣體v=825m/s結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸:192、252.5和和382.5mm無縫鋼管無縫鋼管252和和382.5mm不銹鋼管不銹鋼管a.外徑外徑壁厚壁厚b.標準管

11、長標準管長: 1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m注意注意: 考慮考慮d d、ll對換熱器造價的影響。對換熱器造價的影響。 如有可能，應(yīng)選取多個如有可能，應(yīng)選取多個d d和和l l進行方案比較，進行方案比較， 以確定最佳參數(shù)。以確定最佳參數(shù)。18型式型式:光管光管強化傳熱管強化傳熱管翅片管（在給熱系數(shù)低側(cè)）翅片管（在給熱系數(shù)低側(cè)）螺旋槽管螺旋槽管螺紋管螺紋管布管布管: 管子在管子在管板上的排列管板上的排列60309045p p正三角形正三角形: 最普遍最普遍/布管多布管多/聲振小聲振小/管外流體擾動大管外流體擾動大傳熱好傳熱好 但不易清洗；但不易清洗；轉(zhuǎn)角三角形轉(zhuǎn)角三角形: 易清洗

12、，但傳熱效果不如正三角形易清洗，但傳熱效果不如正三角形正方形及轉(zhuǎn)角正方形正方形及轉(zhuǎn)角正方形: 管外清洗方便管外清洗方便/但排管比三角形少但排管比三角形少19原則原則: 無論哪種排列都必須在管束周圍的弓形空間無論哪種排列都必須在管束周圍的弓形空間 盡可能盡可能 多布管多布管傳熱面積傳熱面積，且可防殼程流體短路，且可防殼程流體短路管心距管心距: :保證管子與管板連接時，管橋有足夠的強度和剛度保證管子與管板連接時，管橋有足夠的強度和剛度影響因素有影響因素有: 結(jié)構(gòu)緊湊性結(jié)構(gòu)緊湊性 / 傳熱效果傳熱效果 / 清洗難易清洗難易取值取值: t1.25d0 (保證管橋強度和清洗通道保證管橋強度和清洗通道)表

13、表6-1 常用換熱管中心距常用換熱管中心距/mm換熱管外徑換熱管外徑do1214192532384557換熱管中心距換熱管中心距161925324048577220管板管板: 作用作用: a. 排布換熱管；排布換熱管； b. 分隔管程和殼程流體分隔管程和殼程流體避免冷、熱流體混合避免冷、熱流體混合 c. 承受管程、殼程壓力和溫度的載荷作用承受管程、殼程壓力和溫度的載荷作用（a) BEM立式固定管板式換熱器21材料材料:一般一般: 碳素鋼或低合金鋼板或鍛件制造碳素鋼或低合金鋼板或鍛件制造流體腐蝕性較強流體腐蝕性較強不銹鋼、銅、鋁、鈦不銹鋼、銅、鋁、鈦復(fù)合板復(fù)合板堆焊襯里堆焊襯里結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 滿足強

14、度前提下，盡量減少管板厚度。滿足強度前提下，盡量減少管板厚度。 平管板平管板: 可用鋼板、鍛件制成可用鋼板、鍛件制成復(fù)合板復(fù)合板堆焊復(fù)合板堆焊復(fù)合板軋制復(fù)合板軋制復(fù)合板爆炸復(fù)合板爆炸復(fù)合板薄管板薄管板: 一般一般820mm，圖，圖6-15橢圓形管板橢圓形管板: 圖圖6-16雙管板雙管板: 圖圖6-1722過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計比較四種用于固定管板換熱器的薄管板結(jié)構(gòu)比較四種用于固定管板換熱器的薄管板結(jié)構(gòu)（a）（b）圖圖6-15 薄管板結(jié)構(gòu)形式薄管板結(jié)構(gòu)形式23過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計（c）（d）24過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計圖圖6-166-16橢圓形管板橢圓形管板以橢圓形封頭作為管板，與換熱器殼

15、體焊接在一起。以橢圓形封頭作為管板，與換熱器殼體焊接在一起。受力情況比平管板好得多，可以做得很薄，有利于降受力情況比平管板好得多，可以做得很薄，有利于降低熱應(yīng)力；適用于高壓、大直徑的換熱器。低熱應(yīng)力；適用于高壓、大直徑的換熱器。25過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計用于嚴格禁止管程用于嚴格禁止管程與殼程介質(zhì)互相混與殼程介質(zhì)互相混合的場合。合的場合。方法：方法： 從短節(jié)排出從短節(jié)排出 短節(jié)圓筒充入高于短節(jié)圓筒充入高于 管程、殼程壓力的管程、殼程壓力的 惰性介質(zhì)惰性介質(zhì)圖圖6-16 6-16 雙管板結(jié)構(gòu)雙管板結(jié)構(gòu)11空隙空隙 22殼程管板殼程管板 33短節(jié)短節(jié) 44管程管板管程管板123426管子與管板的連

16、接管子與管板的連接: 連接要求連接要求良好的密封性良好的密封性防止流體短路防止流體短路足夠的緊固強度足夠的緊固強度有足夠的抗拉脫力有足夠的抗拉脫力連接方法連接方法脹接脹接焊接焊接脹焊并用脹焊并用強度脹強度脹:定義定義: 保證換熱管與管板連接的保證換熱管與管板連接的密封性能密封性能及及抗拉脫強度抗拉脫強度的脹接的脹接方法方法:均勻脹接均勻脹接非均勻脹接非均勻脹接機械滾脹法，常用機械滾脹法，常用液壓脹接液壓脹接液袋脹接液袋脹接橡膠脹接橡膠脹接爆炸脹接爆炸脹接27原理原理: 使之受管子擠壓卸壓后管子直徑擴張塑性變形利用脹管器管板孔彈性變形企圖恢復(fù)受管阻礙 達兩者間殘余應(yīng)力密封、緊固要求要求: a.管

17、子不能排的太密管子不能排的太密 管板強度、剛度管板強度、剛度 管子溫度不易太高管子溫度不易太高 會消除接頭處殘余應(yīng)力會消除接頭處殘余應(yīng)力b.不能不能c.材料要求材料要求:管板硬度管子硬度管板硬度管子硬度 若兩者材料相同若兩者材料相同, 應(yīng)把管子端部退火應(yīng)把管子端部退火d.結(jié)合面粗糙度結(jié)合面粗糙度:一般要求為一般要求為 保否則過脹過脹否則影響密封性否則影響密封性欠脹欠脹否則影響緊固性否則影響緊固性12.5結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式: 圖圖19適用范圍適用范圍: 設(shè)計壓力設(shè)計壓力4.0MPa；設(shè)計溫度；設(shè)計溫度300；操作中無劇烈振動、無過大溫度波動，操作中無劇烈振動、無過大溫度波動，及無明顯應(yīng)力腐蝕等場合

18、。及無明顯應(yīng)力腐蝕等場合。注意注意: 當(dāng)管板是不易脹緊的不銹鋼材料時當(dāng)管板是不易脹緊的不銹鋼材料時,不能用強度脹不能用強度脹28強度焊強度焊: 定義定義: 保證換熱管與管板連接的保證換熱管與管板連接的密封性能密封性能及及抗拉脫強度抗拉脫強度 的焊接的焊接.優(yōu)點優(yōu)點: a.比脹接密封性比脹接密封性，連接強度，連接強度 b.對管板孔及管子端部加工要求低，對對管板孔及管子端部加工要求低，對管板及管子管板及管子 材料要求低。材料要求低。 c.允許采用較小的允許采用較小的管板厚度。管板厚度。 d.制造容易，加工簡單。制造容易，加工簡單。缺點缺點: a.焊縫處焊縫處:開孔開孔應(yīng)力集中應(yīng)力集中+焊接殘余應(yīng)力

19、焊接殘余應(yīng)力 運行時可能引起運行時可能引起 b.管板孔與管子間有縫隙管板孔與管子間有縫隙產(chǎn)生間隙腐蝕產(chǎn)生間隙腐蝕應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕疲勞破壞疲勞破壞29結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式: 圖圖20適用范圍適用范圍: 除較大振動和縫隙腐蝕場合外，該方法應(yīng)用廣泛除較大振動和縫隙腐蝕場合外，該方法應(yīng)用廣泛; 薄管板不能脹，只能焊。薄管板不能脹，只能焊。脹焊并用脹焊并用特點特點: 連接處抗疲勞性能連接處抗疲勞性能/ 消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕 / 使用壽命使用壽命（具有脹、焊優(yōu)點）（具有脹、焊優(yōu)點） 連接方式連接方式: 強度脹強度脹+密封焊、強度焊密封焊、強度焊+貼脹、強度焊貼脹、強度焊+強度脹等強度脹

20、等名詞術(shù)語名詞術(shù)語:強度脹強度脹為保證換熱管與管板連接的密封性能及為保證換熱管與管板連接的密封性能及 抗拉脫強度的脹接抗拉脫強度的脹接 貼脹貼脹為消除換熱管與管孔間隙的輕度脹接為消除換熱管與管孔間隙的輕度脹接,并不并不 承擔(dān)拉脫力承擔(dān)拉脫力 強度焊強度焊保證換熱管與管板連接的密封性能及保證換熱管與管板連接的密封性能及 抗拉脫強度的焊接抗拉脫強度的焊接 密封焊密封焊保證換熱管與管板連接的密封性能的焊接保證換熱管與管板連接的密封性能的焊接30過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計課堂討論課堂討論關(guān)于先焊還是先脹的討論關(guān)于先焊還是先脹的討論機械脹接機械脹接先焊后脹先焊后脹液壓脹接液壓脹接先脹后焊先脹后焊31應(yīng)用應(yīng)

21、用:密封性能要求較高；密封性能要求較高；承受振動和疲勞載荷；承受振動和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；有縫隙腐蝕；需使用復(fù)合管板等的場合需使用復(fù)合管板等的場合32過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計作用作用流體送入換熱管和送出換熱器；流體送入換熱管和送出換熱器； 在多管程結(jié)構(gòu)中，還起到改變流體流向的作用。在多管程結(jié)構(gòu)中，還起到改變流體流向的作用。結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定因素結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定因素清洗？管束分程？清洗？管束分程？(a)(b)(c)(d)隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖6- 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） (

22、 c ) ( d )圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖 6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式(6)(6)管箱管箱圖圖6-1833過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計特點特點清洗時要拆除管線；清洗時要拆除管線；該結(jié)構(gòu)適用于較清潔的該結(jié)構(gòu)適用于較清潔的介質(zhì)。介質(zhì)。 隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋 ( a ) （b ） ( c ) ( d ) 圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形

23、形式式 (a)34過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計清洗時不要拆除管線；清洗時不要拆除管線；缺點是用材較多。缺點是用材較多。特點特點隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式(b)35過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計特點特點檢查、清洗不方便檢查、清洗不方便,很少使用很少使用隔 板( a )( b )隔 板箱 蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式(1)(2)(c)36過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計特點特點設(shè)置多層隔板的設(shè)置多層隔板的管箱結(jié)構(gòu)管箱結(jié)構(gòu)隔 板( a )( b )隔 板箱

24、蓋( a ) （b ） ( c ) ( d )圖圖 6 - 1 7 管管箱箱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式(d)37過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計殼體殼體折流板折流板折流桿折流桿防短路結(jié)構(gòu)防短路結(jié)構(gòu)殼程分程殼程分程2.殼程結(jié)構(gòu)殼程結(jié)構(gòu) 殼體殼體接管接管焊在殼體上，供殼程流體進、出。焊在殼體上，供殼程流體進、出。防沖擋板防沖擋板作用作用: :減小流體的不均勻分布和對管束的侵蝕和震動，減小流體的不均勻分布和對管束的侵蝕和震動， 在殼程進口接管處設(shè)置在殼程進口接管處設(shè)置防沖擋板防沖擋板.固定形式固定形式焊接在拉桿、定距管、折流板上焊接在拉桿、定距管、折流板上焊接在圓筒上焊接在圓筒上用用U型螺栓固定在換熱管上型螺栓固定在

25、換熱管上38條件條件: :a.當(dāng)殼程進口管流體的當(dāng)殼程進口管流體的v2值為下列數(shù)值時，值為下列數(shù)值時， 應(yīng)在殼程進口管處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍矐?yīng)在殼程進口管處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍?(i)非腐蝕非腐蝕, 非磨蝕性單相流體非磨蝕性單相流體v22230kg/(m.s2) (ii)其他液體，包括沸點下液體其他液體，包括沸點下液體v2740kg/(m.s2) b.有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及汽液混合物，有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及汽液混合物， 應(yīng)設(shè)置防沖板應(yīng)設(shè)置防沖板導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒作用作用: :a.充分利用換熱面積充分利用換熱面積, 減小殼程進出口處死區(qū)減小殼程進出口處死區(qū) b.也起防沖作用也起防沖作用 c.減

26、少殼程進出口處壓降減少殼程進出口處壓降(外導(dǎo)流結(jié)構(gòu)外導(dǎo)流結(jié)構(gòu))條件條件: 當(dāng)殼程進出口接管距管板較遠，流體停滯區(qū)過大時，當(dāng)殼程進出口接管距管板較遠，流體停滯區(qū)過大時， 應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒39過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計作用作用: :a.提高殼程流體流速，增加湍動程度；提高殼程流體流速，增加湍動程度； 使殼程流體垂直沖刷管束，提高殼程傳熱系數(shù)；使殼程流體垂直沖刷管束，提高殼程傳熱系數(shù)； b.減少結(jié)垢。減少結(jié)垢。 c.支承管束支承管束折流板、支持板折流板、支持板折流板折流板結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式弓形弓形圓盤圓盤- -圓環(huán)形圓環(huán)形堰形折流板堰形折流板（見圖（見圖6-21）40過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計(

27、b ) 雙 弓 形水 平豎 直轉(zhuǎn) 角（ a ） 單 弓 形（C） 三 弓 形（ d ） 四 弓 形( b ) 雙 弓 形水 平豎 直轉(zhuǎn) 角（ a ） 單 弓 形（C） 三 弓 形（ d ） 四 弓 形(a)單弓形單弓形(d)圓盤圓盤-圓環(huán)形圓環(huán)形(c)三弓形三弓形(b)雙弓形雙弓形弓形缺口高度弓形缺口高度h h應(yīng)使流體流過缺口時與橫向流過管束時的流速相近應(yīng)使流體流過缺口時與橫向流過管束時的流速相近缺口大小用弓形弦高占殼體內(nèi)直徑的百分比來表示，缺口大小用弓形弦高占殼體內(nèi)直徑的百分比來表示，如單弓形折流板，如單弓形折流板，h=(0.20h=(0.200.45)0.45)Di，最常用，最常用0.25

28、0.25Di。41布置原則布置原則: a.一般應(yīng)按等間距布置一般應(yīng)按等間距布置 b.管束兩端的折流板盡可能靠近殼程進出口接管管束兩端的折流板盡可能靠近殼程進出口接管 折流板缺口布置原則折流板缺口布置原則: a.殼程為單相清潔流體時，折流板缺口殼程為單相清潔流體時，折流板缺口 (臥式）臥式） 應(yīng)應(yīng)水平上下水平上下布置。布置。 若氣體中含有少量液體若氣體中含有少量液體, 應(yīng)在缺口朝上的應(yīng)在缺口朝上的 折流板最低處開設(shè)通液口折流板最低處開設(shè)通液口, 見圖見圖6-22(a); 若液體中含有少量氣體，應(yīng)在缺口朝下若液體中含有少量氣體，應(yīng)在缺口朝下 的折流板最高處開通氣口的折流板最高處開通氣口,見圖見圖6

29、-22(b); b.殼程介質(zhì)為氣液共存或液體中含有固體殼程介質(zhì)為氣液共存或液體中含有固體 顆粒時，折流板應(yīng)垂直顆粒時，折流板應(yīng)垂直左右布置左右布置，并在，并在 折流板最低處開通液口折流板最低處開通液口,見圖見圖6-22(c)c.間距：間距：L Lminmin不小于不小于0.2Di0.2Di，且不小于，且不小于50mm50mm； L Lmaxmax不大于不大于DiDi；42過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計殼程為單相清潔液體時，折流板缺口上下布置殼程為單相清潔液體時，折流板缺口上下布置圖圖6-22 6-22 折流板缺口布置折流板缺口布置(a)(b)43過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計臥式換熱器的殼程介質(zhì)為氣液相共

30、存或液體中含有固臥式換熱器的殼程介質(zhì)為氣液相共存或液體中含有固體顆粒時，折流板缺口應(yīng)垂直左右布置，并在折流板體顆粒時，折流板缺口應(yīng)垂直左右布置，并在折流板最低處開通液口最低處開通液口通液口通液口圖圖6-22 6-22 折流板缺口布置折流板缺口布置(c)44折流板上管孔與換熱管折流板上管孔與換熱管折流板與殼體內(nèi)壁之間折流板與殼體內(nèi)壁之間（a) BEM立式固定管板式換熱器過大過大泄露嚴重泄露嚴重,不利傳熱不利傳熱; 易引起振動。易引起振動。過小過小安裝困難。安裝困難。間隙間隙45支持板支持板設(shè)置條件設(shè)置條件: 當(dāng)換熱器在工藝上無須設(shè)置折流板，當(dāng)換熱器在工藝上無須設(shè)置折流板， 但管子又比較長，超過最

31、大無支撐跨距時，但管子又比較長，超過最大無支撐跨距時， 需設(shè)置一定數(shù)量的支持板，按照折流板處理需設(shè)置一定數(shù)量的支持板，按照折流板處理.作用作用: a. 減小跨距減小跨距防振防振 b.支承管子支承管子增加管子剛度，防止管子產(chǎn)生過大撓度增加管子剛度，防止管子產(chǎn)生過大撓度形狀尺寸形狀尺寸: 同折流板同折流板 最大無支撐跨距最大無支撐跨距:換熱管外徑換熱管外徑10121416192532384557 最大無最大無支撐跨距支撐跨距鋼管鋼管-11001300150018502200250027503200有色金屬有色金屬管管750850950110013001600190022002400280046過程

32、設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計A A、換熱管外徑、換熱管外徑14mm14mm時時點焊結(jié)構(gòu)點焊結(jié)構(gòu)B、換熱管外徑、換熱管外徑 14mm時時拉桿拉桿-定距管結(jié)構(gòu)定距管結(jié)構(gòu)d nd nd + 1d點焊d nd nd + 1d點焊dndn折流板、支持板固定方式：折流板、支持板固定方式：47拉桿數(shù)量拉桿數(shù)量: 與拉桿直徑，殼體與拉桿直徑，殼體DN有關(guān)有關(guān)拉桿布置拉桿布置:盡量布置在管束的外邊緣，對于大直徑的盡量布置在管束的外邊緣，對于大直徑的 換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處 應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿折流桿折流桿123針對傳統(tǒng)折流板針對傳統(tǒng)折流板: 有傳熱死

33、區(qū)有傳熱死區(qū), 流體阻力流體阻力, 易產(chǎn)生管振動等缺點易產(chǎn)生管振動等缺點開發(fā)開發(fā) 新型折流桿新型折流桿結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): 圖圖6-241 1支撐桿支撐桿2 2折流桿折流桿3 3滑軌滑軌48優(yōu)點優(yōu)點: a.傳熱量相同下，傳熱量相同下，p比弓形折流板降低比弓形折流板降低50%； b.沒有傳熱死區(qū)沒有傳熱死區(qū) c.結(jié)垢速度快；結(jié)垢速度快； d.管束不易振動管束不易振動(殼程流體流向由橫流變?yōu)檩S流殼程流體流向由橫流變?yōu)檩S流)(4)防短路結(jié)構(gòu)防短路結(jié)構(gòu)目的目的: 防止殼程流體，在某些區(qū)域短路防止殼程流體，在某些區(qū)域短路使傳熱效率增加使傳熱效率增加結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 旁路擋板旁路擋板 圖圖6-25擋管擋管 圖圖6-26

34、 中間擋板中間擋板 圖圖6-27 49過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計折流板旁路擋板旁路擋板旁路擋板折流板折流板旁路擋板旁路擋板 圖圖6-25為了防止為了防止殼程邊緣殼程邊緣介質(zhì)短路介質(zhì)短路50過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計擋管擋板擋管擋管擋擋管管圖圖6-26 6-26 擋管結(jié)構(gòu)擋管結(jié)構(gòu)防止管間短路防止管間短路；分程隔板槽背面兩管板之間設(shè)置兩端堵死的管子，即擋管；分程隔板槽背面兩管板之間設(shè)置兩端堵死的管子，即擋管；擋管一般與換熱管規(guī)格相同，可與折流板點焊固定，也可用擋管一般與換熱管規(guī)格相同，可與折流板點焊固定，也可用拉桿（帶定距管或不帶定距管）代替。拉桿（帶定距管或不帶定距管）代替。擋管每隔擋管每隔3 34

35、 4排換熱管設(shè)置一根，但不設(shè)置在折流板缺口處排換熱管設(shè)置一根，但不設(shè)置在折流板缺口處51過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計中間擋板中間擋板圖圖6-276-27中間擋板中間擋板U U形管束中心部分存在較大間隙形管束中心部分存在較大間隙 ，防止管間短路；，防止管間短路；中間擋板一般與折流板點焊固定；中間擋板一般與折流板點焊固定；殼體殼體DN500mm時時設(shè)置設(shè)置1塊擋板塊擋板500DN1000mm時時設(shè)置設(shè)置2塊擋板塊擋板DN1000mm時時設(shè)置不少于設(shè)置不少于3塊擋板塊擋板52過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計(5)殼程分程殼程分程(縱向隔板縱向隔板)目的目的: a.滿足工藝設(shè)計要求滿足工藝設(shè)計要求 b.增大殼程流

36、體傳熱系數(shù)增大殼程流體傳熱系數(shù)型式型式: E型、型、F型、型、G型、型、H型型保證隔板與殼體間密封保證隔板與殼體間密封防介質(zhì)短路防介質(zhì)短路縱向隔板與殼體的連接形式縱向隔板與殼體的連接形式: 焊接焊接將隔板與殼體內(nèi)壁焊接將隔板與殼體內(nèi)壁焊接 可拆可拆有密封元件有密封元件殼程分程較管程分程困難，所以一般殼程殼程分程較管程分程困難，所以一般殼程2注注: 折流板僅改變流向而不是分程折流板僅改變流向而不是分程53過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計測測 驗驗1 1、寫出管程結(jié)構(gòu)及作用、寫出管程結(jié)構(gòu)及作用2 2、寫出殼程結(jié)構(gòu)及作用、寫出殼程結(jié)構(gòu)及作用54過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計三、管板設(shè)計三、管板設(shè)計換熱器和一般容器

37、的受力不同之處換熱器和一般容器的受力不同之處:tt 承受產(chǎn)生承受承受產(chǎn)生軸殼體殼程流體壓力軸向除承受外，周向管壁管、殼程流體壓力還管、殼程若按一般受壓容器計算滿足強度要求，仍存在下列幾種若按一般受壓容器計算滿足強度要求，仍存在下列幾種 特有特有的破壞情況：的破壞情況：,ttzzs ip破壞了作用下結(jié)構(gòu)間a.管板太薄產(chǎn)生過大翹曲變形密封管殼程間b.管子受軸向力使管子被拉脫換熱器破壞殼殼體c.壁，當(dāng)大于時，破壞管管子55換熱器強度計算包括換熱器強度計算包括:a.作為受壓容器作為受壓容器計算筒體封頭法蘭開孔支座等，計算筒體封頭法蘭開孔支座等， 與一般容器設(shè)計相同與一般容器設(shè)計相同b.換熱器特有的強度

38、計算換熱器特有的強度計算管板厚度計算管板厚度計算/筒體筒體z 校核校核/ 拉脫力校核拉脫力校核 / 膨脹節(jié)計算膨脹節(jié)計算56管板強度計算理論管板強度計算理論管板和圓平板的主要區(qū)別管板和圓平板的主要區(qū)別: :結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)上: 圓平板圓平板實心圓平板實心圓平板 / 圓環(huán)板且不裝管子圓環(huán)板且不裝管子 管管 板板 開孔圓平板開孔圓平板/且裝管子且裝管子, 管束對管板強度管束對管板強度 有影響。有影響。 受載上受載上: 圓平板圓平板承受一側(cè)的載荷承受一側(cè)的載荷(均布力，集中力均布力，集中力)， 對平板起彎曲作用對平板起彎曲作用 管管 板板承受管程、殼程兩側(cè)壓力承受管程、殼程兩側(cè)壓力/且兩板面作用且兩板面作

39、用 面積不同面積不同/由于由于t產(chǎn)生產(chǎn)生pt。572.管板強度計算理論的主要類型管板強度計算理論的主要類型(1)(,w 視確定承受均布載荷管板圓平板 英國BS Miler法)且放在彈性基礎(chǔ)上載荷大小方法:根據(jù) 管束剛度管板計入孔削弱的影響周邊支承情況優(yōu)點優(yōu)點: 全面考慮了管束的支承全面考慮了管束的支承 /t的影響，比較精確，的影響，比較精確， 接近實際接近實際.缺點缺點: 計算公式復(fù)雜，由于計算機的出現(xiàn)和發(fā)展，今天已計算公式復(fù)雜，由于計算機的出現(xiàn)和發(fā)展，今天已 成為一種有效的計算方法成為一種有效的計算方法58(2)管板管板 (如美如美TEMA,日日JIS) 視承均布載荷圓平板承均布載荷圓平板計

40、入孔對管板影響計入孔對管板影響方法方法: 按平板理論按平板理論(彈性理論彈性理論)計算圓平板計算圓平板max為主要為主要 依據(jù)，加入適當(dāng)修正系數(shù)依據(jù)，加入適當(dāng)修正系數(shù)(半經(jīng)驗公式半經(jīng)驗公式)優(yōu)點優(yōu)點: 公式簡單，便于運算，結(jié)果安全公式簡單，便于運算，結(jié)果安全缺點缺點: 考慮不全面，考慮不全面，sp(3)管板管板 受管子支承著的平板受管子支承著的平板(如德如德AD) 視方法方法: 管板上不布管區(qū)管板上不布管區(qū)決定管板厚度決定管板厚度適用適用: 薄管板計算薄管板計算(4)我國我國: 在在Miler法基礎(chǔ)上，考慮了法蘭力矩及其它影響因素法基礎(chǔ)上，考慮了法蘭力矩及其它影響因素59我國規(guī)范中管板設(shè)計計算

41、理論我國規(guī)范中管板設(shè)計計算理論影響管板強度、剛度的主要因素：影響管板強度、剛度的主要因素：(1)管束對管板的支承作用管束對管板的支承作用:將管板看作放在管束這個彈性基礎(chǔ)上的圓平板將管板看作放在管束這個彈性基礎(chǔ)上的圓平板 (管束對管板起彈性支承作用管束對管板起彈性支承作用)管子對管板彈性作用管子對管板彈性作用 對管板撓度約束對管板撓度約束 對管板轉(zhuǎn)角約束對管板轉(zhuǎn)角約束對管板強度影響小，對管板強度影響小， 可忽略可忽略管束對管板支承作用管束對管板支承作用大小隨結(jié)構(gòu)形式不同大小隨結(jié)構(gòu)形式不同 固定式固定式支承作用最顯著支承作用最顯著U形式形式無支承作用無支承作用浮填式浮填式管束可自由伸長管束可自由伸

42、長, 但兩管板但兩管板 變形通過管束相互制約而變形通過管束相互制約而 存在支承作用，存在支承作用， 介于上兩者之間介于上兩者之間60(2)管孔對管板強度影響管孔對管板強度影響:一方面一方面: 管板上開孔管板上開孔 使管板整體強、剛削弱孔邊應(yīng)力集中另一方面另一方面: 管子固定在管板上，對管板有一定加強作用管子固定在管板上，對管板有一定加強作用, 抵消部分峰值應(yīng)力抵消部分峰值應(yīng)力 強度削弱系數(shù)用剛度削弱系數(shù)考慮管板整體削弱，考慮管板整體削弱，而忽略孔邊應(yīng)力集中而忽略孔邊應(yīng)力集中(在疲勞設(shè)計時考慮在疲勞設(shè)計時考慮) 視管板視管板均勻連續(xù)削弱的當(dāng)量圓平板均勻連續(xù)削弱的當(dāng)量圓平板(3)管板周邊支承形式影

43、響管板周邊支承形式影響: 應(yīng)力周邊固支管板上撓度應(yīng)力周邊簡支管板上撓度周邊半夾持介于上述兩者之間不同支承形式不同支承形式管板管板 均不一樣均不一樣應(yīng)力應(yīng)力撓度撓度61(4)t對管板影響：對管板影響：/ttt 產(chǎn)生使殼壁殼體 管內(nèi)管管板內(nèi)管板上下表面不同介質(zhì)除上述因素外，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)還要考慮：除上述因素外，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)還要考慮： a.法蘭力矩；法蘭力矩； b.最大壓力作用位置；最大壓力作用位置； c.折流板間距等。折流板間距等。622.我國規(guī)范理論基礎(chǔ)我國規(guī)范理論基礎(chǔ)以以Miler法為基礎(chǔ)，又有所區(qū)別：法為基礎(chǔ)，又有所區(qū)別：Miler法的基本假設(shè)：法的基本假設(shè)：a.管束與管板聯(lián)結(jié)無滑動管束與管板

44、聯(lián)結(jié)無滑動(否則影響管束對管板的支承作用否則影響管束對管板的支承作用)b.管板撓度很小，且忽略管束對管板轉(zhuǎn)角約束管板撓度很小，且忽略管束對管板轉(zhuǎn)角約束c.管束有折流板等部件的支承，不會產(chǎn)生彎曲和下垂管束有折流板等部件的支承，不會產(chǎn)生彎曲和下垂d.管子均勻分布在整個管板上，把管束看作管板的彈性基礎(chǔ)管子均勻分布在整個管板上，把管束看作管板的彈性基礎(chǔ)e.管板管板視同樣直徑、厚度視同樣直徑、厚度 / 均勻開孔受載的圓平板均勻開孔受載的圓平板f.管子管子對管板約束力對管板約束力視一個連續(xù)非均布力作用于管板上視一個連續(xù)非均布力作用于管板上我國規(guī)范：我國規(guī)范：把實際的管板簡化為把實際的管板簡化為: 承受均布

45、載荷、放置在彈性基礎(chǔ)上且承受均布載荷、放置在彈性基礎(chǔ)上且 受管孔均勻削弱的當(dāng)量圓平板。受管孔均勻削弱的當(dāng)量圓平板。63a.管板兼作法蘭，考慮了法蘭力矩作用管板兼作法蘭，考慮了法蘭力矩作用b.考慮了管板周邊不布管區(qū)對管板邊緣的應(yīng)力影響使管板考慮了管板周邊不布管區(qū)對管板邊緣的應(yīng)力影響使管板 邊緣的邊緣的下降下降c.管板邊緣的轉(zhuǎn)向受殼體法蘭蛔栓墊中系統(tǒng)的約束轉(zhuǎn)角在管板邊緣的轉(zhuǎn)向受殼體法蘭蛔栓墊中系統(tǒng)的約束轉(zhuǎn)角在 連接處協(xié)調(diào)連接處協(xié)調(diào)d.設(shè)計準則設(shè)計準則: 運用了應(yīng)力分類的概念，對不同的應(yīng)力采用運用了應(yīng)力分類的概念，對不同的應(yīng)力采用 不同的許用值不同的許用值在在Miler法基礎(chǔ)上，又考慮了以下幾方面對

46、管板應(yīng)力的影響：法基礎(chǔ)上，又考慮了以下幾方面對管板應(yīng)力的影響：3.管板受力分析：管板受力分析：圖圖6-28: 分解據(jù)求求平衡方程思路 將換熱器若干單獨部件變形協(xié)調(diào)方程內(nèi)力素(14個)危險截面應(yīng)力校核應(yīng)力64過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計 圖圖6-28 6-28 管板與其相關(guān)元件的內(nèi)力分析圖管板與其相關(guān)元件的內(nèi)力分析圖內(nèi)力共內(nèi)力共14個個65VGVbVbVG過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計作用在墊片上的作用在墊片上的軸向內(nèi)力軸向內(nèi)力 VG與作用在螺栓圓上的與作用在螺栓圓上的螺栓力螺栓力 Vb圖圖6-27 6-27 管板與其相關(guān)管板與其相關(guān) 元件的內(nèi)力分析圖元件的內(nèi)力分析圖66過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計HsVsM

47、sHsMsVsVs邊緣彎矩邊緣彎矩Ms橫向剪力橫向剪力Hs軸向力軸向力Vs圖圖6-27 6-27 管板與其相關(guān)管板與其相關(guān) 元件的內(nèi)力分析圖元件的內(nèi)力分析圖67過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計作用在環(huán)形的不布管區(qū)作用在環(huán)形的不布管區(qū)與殼體法蘭之間即半徑與殼體法蘭之間即半徑為為R R處的處的: :彎矩彎矩 MR徑向力徑向力 HR軸向剪力軸向剪力 VR圖圖6-27 6-27 管板與其相關(guān)管板與其相關(guān) 元件的內(nèi)力分析圖元件的內(nèi)力分析圖68過程設(shè)備設(shè)計過程設(shè)備設(shè)計MfMfMfVfHf作用在管板布管區(qū)作用在管板布管區(qū)與邊緣環(huán)板連接處與邊緣環(huán)板連接處即半徑為即半徑為Rt處的處的: :邊緣彎矩邊緣彎矩Mf徑向剪力徑

48、向剪力Hf邊緣剪力邊緣剪力Vf圖圖6-27 6-27 管板與其相關(guān)管板與其相關(guān) 元件的內(nèi)力分析圖元件的內(nèi)力分析圖69(三三)管板計算管板計算 固定管板換熱器固定管板換熱器危險工況的組合危險工況的組合:在進行管板設(shè)計時在進行管板設(shè)計時, 應(yīng)根據(jù)設(shè)計條件考慮下列應(yīng)根據(jù)設(shè)計條件考慮下列危險工況危險工況的組合：的組合：只有殼程壓力只有殼程壓力ps，而管程壓力，而管程壓力pt=0，不計熱膨脹差，不計熱膨脹差(t=0)只有殼程壓力只有殼程壓力ps，而管程壓力，而管程壓力pt=0，同時考慮熱膨脹差，同時考慮熱膨脹差只有管程壓力只有管程壓力pt，而殼程壓力，而殼程壓力ps=0，不計熱膨脹差，不計熱膨脹差只有管

49、程壓力只有管程壓力pt，而殼程壓力，而殼程壓力ps=0，同時考慮熱膨脹差，同時考慮熱膨脹差注注: 如如ps和和pt之一為負壓時，還應(yīng)考慮壓差的危險組合之一為負壓時，還應(yīng)考慮壓差的危險組合 1,3兩種工況算出的最大應(yīng)力屬一次彎曲應(yīng)力兩種工況算出的最大應(yīng)力屬一次彎曲應(yīng)力 2,4兩種工況算出的最大應(yīng)力屬一次應(yīng)力加上二次應(yīng)力兩種工況算出的最大應(yīng)力屬一次應(yīng)力加上二次應(yīng)力70應(yīng)力校核應(yīng)力校核:校核條件校核條件無溫差無溫差(只有只有p)有溫差有溫差(p、t)管板應(yīng)力管板應(yīng)力殼體軸向應(yīng)力殼體軸向應(yīng)力管子軸向應(yīng)力管子軸向應(yīng)力拉脫力拉脫力 1.51.50.5trrtrrtpr 331.5trrtrrtpr 1.5

50、tcc 3tcc (0)tttttcr當(dāng)時 3(0)tttttcr當(dāng)時 .()tqqaqdl :3qqqq脹接焊接71管板延長部分兼做法蘭管板延長部分兼做法蘭, 校核殼體法蘭應(yīng)力校核殼體法蘭應(yīng)力: 1.53tfftff不計熱膨脹差計入熱膨脹差換熱管與管板連接的許用拉脫力換熱管與管板連接的許用拉脫力:換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)形式換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)形式q脹接脹接鋼管鋼管管端不卷邊，管孔不開槽管端不卷邊，管孔不開槽2管端卷邊或管孔開槽管端卷邊或管孔開槽4有色金屬管有色金屬管管孔開槽管孔開槽3焊接焊接(鋼管，有色金屬管鋼管，有色金屬管)0.5tt單位單位: MPa72應(yīng)力的應(yīng)力的調(diào)整措施調(diào)整措施:s 應(yīng)

51、板調(diào)整a.若管板應(yīng)力不滿足若管板應(yīng)力不滿足s 殼應(yīng)加膨脹節(jié)b.若殼體軸向應(yīng)力不滿足若殼體軸向應(yīng)力不滿足s 管應(yīng)加膨脹節(jié)c.若管子軸向應(yīng)力不滿足若管子軸向應(yīng)力不滿足tq 為應(yīng)t改脹焊管加膨脹節(jié)d.若拉脫力不滿足若拉脫力不滿足73 浮頭式、填料函式換熱器浮頭式、填料函式換熱器tt 管管束特點:不存在相互制約變形相互獨立殼殼體管 間的不產(chǎn)生殼應(yīng)力校核：應(yīng)力校核： (0)tttttcrqq或當(dāng)時換熱管軸向應(yīng)力應(yīng)按下列三種工況分別計算和校核：換熱管軸向應(yīng)力應(yīng)按下列三種工況分別計算和校核： (1)只有只有ps，而，而pt=0 (2)只有只有pt，而，而ps=0 (3)ps、pt同時作用同時作用74 U形管

52、式換熱器形管式換熱器應(yīng)力校核：應(yīng)力校核： 1.5()1.5()(0)trrtfftttttcrqq管板徑向應(yīng)力管板兼作法蘭時,管板法蘭應(yīng)力或當(dāng)時一般情況下，按下列三種工況分別計算和校核：一般情況下，按下列三種工況分別計算和校核： (1)只有只有ps，而，而pt=0 (2)只有只有pt，而，而ps=0 (3)ps、pt同時作用同時作用75 薄管板設(shè)計：薄管板設(shè)計：查表查表6-3:()(,)tp 校核管壁主要載荷管子穩(wěn)定性殼壁薄管板剛度載荷主要由管子承擔(dān)表表6-3 薄管板的厚度薄管板的厚度公稱公稱直徑直徑300400500600700800900120014001800管板管板厚度厚度81012141676 管板設(shè)計計算軟件：管板設(shè)計計算軟件： SW6：內(nèi)壓內(nèi)壓M01，外壓，外壓M02，開孔補強，開孔補強M03，