换热器设计之独家记忆

      曾子曰“吾日三省吾身”，刚好利用周末时间把6年前关于浮头、U型管、折流杆等管壳式换热器设计的一些小结重新整理了，独家记忆分享给大家。

      很多设计人员对标准管壳式换热器没有概念，换热器壳体长度尺寸、管板厚度随意选择。实际上洛阳院很早的时候就出版了标准管壳式换热器系列图册，方便化工炼油厂对管束的更换（管束的的使用年限是3年，换热器通常是10年）。所以换热器壳体长度，管板厚度等一系列尺寸都是按照换热器的公称压力进行选择的。

  1.  换热器压差设计：耐压试验、开停车、非正常操作、正常操作等工况时管程与壳程压力同时作用。      

      耐压试验方法：先按压差值对壳程进行压力试验，同时检查换热管管头；然后管、壳程同步加压，升降压过程中压差不超过极值。

2.       折流杆管束设计注意点：

①折流杆管束第1块折流板横向布置（支持板作用）

②折流杆避免与拉杆孔发生干涉，否则将导致制造过程中折流圈间距变大

注：车间制造时，提前焊好折流杆，然后穿管，强力穿管导致折流圈误差累积（优化制造：穿管同时装焊折流杆）

③管束折流圈允许最大尺寸不超过壳体长度，否则钩圈侧螺栓的装卸及螺栓的热膨胀伸缩空间受限。

④单管程折流杆管板不要标注隔板槽间距（45°布置），否则会累积误差，无法顺利穿管

3.       布管：四管程（φ19）删去最内侧换热管 ，四管程管箱垫片规定M _A 值。

4.       工艺介质流向：冷流体（升温）↑；热流体（降温）：↓

         BJS结构：重沸器介质↑；冷凝器介质↓

5.       折流板间距越小，壳程压降越大。

6.       浮头冷凝器中，换热管受轴向压缩力在较大折流板间距时，经常出现大于            [δ]cr的情况，但由于换热管在换热器内失稳是有约束的，所以正常操况下并未发生失稳破坏（SW6计算负值不合格）。

补：GB/T 151-98标准释义有详细解释，但是GB/T 151-2014标准释义把这条的解释删掉了。

7.       管板厚度应不小于0.6倍的设备法兰有效厚度（法兰刚度要求）

8.       固定式双管板换热器计算工况：

   外管板兼做法兰计算；

   内管板不兼做法兰计算;       

（外管板）隔离腔作为壳程设计压力；

（内管板）隔离腔作为管程设计压力

9.      高温高压工况下，SW6校核管板时生成计算书检查换热管内外压是否合格。如果只看计算结果你都不会发现问题的存在。

10.    重沸器假管结构设计：

设置几排假管，浮动端堵死；

进口处设置一排圆钢（防腐、除沫）

管束越靠上，腐蚀越大

11.    立式换热器设计注意：

排、放接管与螺栓干涉；

耳座孔距是否为标准的。

12.   浮头换热器： 浮动端后端膨胀收缩长度≥60mm  （2M+10） _min

13.    BJS换热器不设挡管、挡板结构 ;

管入口的滑道或旁路挡板2根改为1根。

折流板横切时，需在两侧设置旁路挡板。

14.    折流板横切时，壳程进出口内折流板数量一般为偶数，当因跨距过大，只能设置成奇数块折流板时，可以将其中一块折流板设计成支持板（上下切平）（重力因素）

15.    当设备直径开孔较小时，注意核算防冲板情况下流通面积；若不满足，可以在防冲板上冲排孔。

16.    U型管换热器交叉布管隔板槽间距及R值

   φ25换热管 ：90.5/50.6  ；

   φ19换热管 ：75/43.3

17.     用作容器的无缝钢管（φ426x12, φ325x10）应符合HG/T20584中6.3.9要求，回厂复验：拉力、冲击、水压。

18.  真空容器；﹥300℃容器；极度、高度危害介质不得采用衬层结构  

19.  外压容器每隔1~2m设置加强圈；惯性矩：T型钢＞反置角钢＞扁钢

20.  联合开孔补强计算方法：

先分别计算单孔补强，至少多50%，然后进行两孔联合补强

21.  较厚的高压设备纵环焊缝可以按NB/T47013.10-II  B级进行TOFD检测（可记录的UT检测）。 固定管板换热器封闭焊缝进行MT/PT检测，特殊要求时，可移除封闭端管头进行伽马源进行射线检测。

22.  不锈钢浮头换热器浮头法兰处不锈钢螺栓预紧力不能满足要求，可采用ASME的高强度不锈钢螺栓。

23.     塔上有附属设备时一定注意核算偏心载荷；塔器中有设备法兰时，SW6中需输入法兰密封面离地面高度。

24.     半管夹套传热面积计算理解应为半盘管与设备的接触面积。

25.   注意补强圈的使用条件；接管开孔补强范围B值，不够时输入实际的B值。