本(ben)標準是全國鍋爐壓力容器(qi)標準化技術委員會(以下簡稱“委員會”)負責制定和(he)歸口的熱(re)交(jiao)換器(qi)標準,用以規范(fan)在中國境內建造(zao)或使(shi)用的熱(re)交(jiao)換器(qi)設計、制造(zao)、檢驗和(he)驗收的相關技術要求。


 本(ben)(ben)(ben)標(biao)準的(de)(de)技術(shu)條款(kuan)包括(kuo)了金屬制熱(re)(re)交(jiao)換器(qi)的(de)(de)通用(yong)要求、管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換器(qi)建(jian)造(zao)過程(即(ji)指設(she)計、制造(zao)、檢驗和驗收工作(zuo))中(zhong)應遵(zun)循的(de)(de)相關(guan)(guan)要求。由于本(ben)(ben)(ben)標(biao)準沒有必要、也不(bu)(bu)(bu)可能(neng)素(su)括(kuo)適(shi)用(yong)范圍內(nei)管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換器(qi)建(jian)造(zao)中(zhong)的(de)(de)所有技術(shu)細節,因此(ci),在滿足法規(gui)(gui)所規(gui)(gui)定(ding)的(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)(ben)安全要求的(de)(de)前提(ti)下(xia),不(bu)(bu)(bu)應禁止本(ben)(ben)(ben)標(biao)準中(zhong)沒有特別提(ti)及(ji)的(de)(de)技術(shu)內(nei)容。本(ben)(ben)(ben)標(biao)準不(bu)(bu)(bu)能(neng)作(zuo)為(wei)具體管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換器(qi)建(jian)造(zao)的(de)(de)技術(shu)手冊,亦不(bu)(bu)(bu)能(neng)代替培(pei)訓(xun)、工程經驗和工程評(ping)價。工程評(ping)價是指由知識淵博、嫻于規(gui)(gui)范應用(yong)的(de)(de)技術(shu)人員所做出針對具體產品的(de)(de)技術(shu)評(ping)價。但(dan)工程評(ping)價應符(fu)合(he)本(ben)(ben)(ben)標(biao)準的(de)(de)相關(guan)(guan)技術(shu)要求,不(bu)(bu)(bu)得違反(fan)本(ben)(ben)(ben)標(biao)準中(zhong)的(de)(de)禁用(yong)規(gui)(gui)定(ding)。本(ben)(ben)(ben)標(biao)準還規(gui)(gui)定(ding)了管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換器(qi)安裝和使用(yong)的(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)(ben)要求。


 本標準不(bu)限制實際工(gong)程(cheng)設(she)計(ji)和建造(zao)中采(cai)用先進(jin)的技術方(fang)法,但工(gong)程(cheng)技術人員采(cai)用先進(jin)的技術方(fang)法時(shi)應能做(zuo)出可靠的判斷。


 本標準既不(bu)要(yao)求也不(bu)禁止設(she)計(ji)人員(yuan)使用(yong)計(ji)算機程序(xu)(xu)實現(xian)熱交換器的分析或設(she)計(ji),但采用(yong)計(ji)算機程序(xu)(xu)進行分析或設(she)計(ji)時,除應滿(man)足本標準要(yao)求外,還應確認∶


  a. 所(suo)采用(yong)程序(xu)中技術假定的合理性;


  b. 所采用程(cheng)序對設計內(nei)容(rong)的適應(ying)性;


  c.  所采(cai)用程序輸入參(can)數及輸出結果用于工程設計的正確性(xing)。



一(yi)、范(fan)圍


1.1 本標(biao)準(zhun)規(gui)定了金屬制熱交(jiao)換器(qi)(qi)的(de)通用要求,并規(gui)定了管殼式熱交(jiao)換器(qi)(qi)材(cai)料、設計、制造(zao)、檢(jian)驗、驗收及(ji)其安裝(zhuang)、使(shi)用的(de)要求。


1.2 本(ben)標準(zhun)的通用(yong)要(yao)求適用(yong)于(yu)管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)及其他(ta)結構型式熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi),本(ben)標準(zhun)的所有內容適用(yong)于(yu)管殼(ke)式熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)。


1.3  本(ben)標(biao)準(zhun)適用的設計壓力


  a.  管殼式熱交(jiao)換器的設計(ji)壓力(li)不大于35MPa;


  b. 其他結構型式(shi)熱交換(huan)器的設計壓力(li)按相應引(yin)用標準確定。


1.4  本標(biao)準適用的(de)設(she)計溫度∶


  a. 鋼材不得(de)超過GB150.2—2011列入材料的(de)允(yun)許使用溫度范圍;


  b. 其(qi)他金屬材料按相應(ying)引用標準中列(lie)入材料的允許使用溫度確定。


1.5 本標準中(zhong)管殼式熱(re)交換器(qi)適用的(de)(de)公稱(cheng)直(zhi)徑不大于4000mm,設計壓(ya)力(MPa)與(yu)公稱(cheng)直(zhi)徑(mm)的(de)(de)乘積(ji)不大于2.7×104。


1.6 超出1.5條(tiao)范圍的管殼式熱交換器,可參照本(ben)標準進行(xing)建造。


1.7  本標準不適(shi)用于下(xia)列熱交換器


  a. 直接火(huo)焰(yan)加(jia)熱(re)的熱(re)交換器(qi);


  b. 煙道式(shi)余(廢)熱鍋爐


  c. 核能(neng)裝置中存(cun)在中子(zi)輻射損傷失效風險(xian)的熱交換器(qi);


  d. 非金屬制熱交換器


  e. 制冷空調行(xing)(xing)業(ye)中另有(you)國家標準成行(xing)(xing)業(ye)標準的熱交換器。


1.8 熱交換器界(jie)定范圍∶


  a.  熱交(jiao)換器與外(wai)部管道連(lian)接


    ①. 焊接連(lian)接的第一(yi)道環向(xiang)接頭坡口端(duan)面


    ②螺紋連接的第一個螺紋接頭端面;


    ③法蘭連接的第一個法蘭密封面;


    ④. 專用連接件或管件連接的第一個密封面。


  b. 接管、人孔(kong)(kong)、手孔(kong)(kong)等的(de)承壓封頭、平蓋(gai)及其緊固件


  c. 非(fei)受壓元(yuan)件(jian)與(yu)受壓元(yuan)件(jian)的連接(jie)焊縫


  d. 直接連接在(zai)熱(re)交換器(qi)上的非受壓元件如支座(zuo)、墊板等e) 安裝在(zai)熱(re)交換器(qi)上的超壓泄放裝置。



二、規(gui)范性引用文件(jian)


下列文件對于本(ben)文件的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)是必不可少的(de)(de)(de)。凡是注(zhu)日期的(de)(de)(de)引用(yong)文件,僅注(zhu)日期的(de)(de)(de)版本(ben)適用(yong)于本(ben)文件。凡是不注(zhu)日期的(de)(de)(de)引用(yong)文件,其最新版本(ben)(包括(kuo)所(suo)有的(de)(de)(de)修(xiu)改(gai)單)適用(yong)于本(ben)文件。


GB150.1——2011 壓力容器(qi)  第(di)1部分(fen)∶通用要求


GB150.2——2011 壓力(li)容器 第2部(bu)分材料


GB150.3——2011  壓(ya)力容(rong)器  第3部分設(she)計(ji)


GB150.4——2011 壓力容器 第(di)4部分∶制造、檢驗和驗收


GB/T1527-2006 銅及銅合金(jin)拉制管


GB/T 1804 一(yi)般(ban)公差未注公差的(de)線性(xing)和角度(du)尺(chi)寸(cun)的(de)公差


GB/T 2882——2013  鎳及鎳合金管


GB/T 3625—2007 換(huan)熱器及冷(leng)凝器用鈦及鈦合金管


GB 5310 高壓(ya)鍋爐用無縫(feng)鋼管


GB/T 5313—2010  厚度方向性能鋼板


GB 6479  高壓化肥設備(bei)用無(wu)縫(feng)鋼管(guan)


GB/T 6893—2010 鋁及鋁合金拉(軋)制無(wu)縫管


GB/T 8890-2007 熱交換器用鋼合(he)金無縫管


GB 9948 石(shi)油裂化用無縫鋼(gang)管


GB 13296 鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管


GB 16749 壓力(li)容器波(bo)形影脹節(jie)


GB/T 21832 奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼焊接(jie)鋼管


GB/T 21833 奧氏體-鐵素體塑雙相不銹鋼(gang)無縫鋼(gang)管


GB/T 24590 高效換熱器用(yong)特型管


GB/T 2453 鍋爐和熱交(jiao)換器用(yong)奧氏體不銹鋼(gang)焊接鋼(gang)管(guan)


GB/T 26283—2010  鋯及鋯合(he)金無(wu)縫管材


GB/T 26929 壓力容器(qi)術語(yu)


GB/T 28713(新有部分) 管殼式熱(re)(re)交(jiao)換器用強化(hua)傳(chuan)熱(re)(re)元件


GB/T 29463(新有部分)管殼式熱(re)交(jiao)換(huan)器用生片


GB/T 29465 浮(fu)頭式(shi)熱(re)交換(huan)器用外頭蓋側法蘭


NB/T 47002(所有部分)起力容器用爆炸焊接(jie)復合板(ban)


NB/T 47003 (JB/T 4735.1)鋼制焊接常壓容器(qi)


NB/T 47004 (JB/T 4752)板式熱交換(huan)器


NB/T 47006(B/T/4757)鋁(lv)制板(ban)翅式熱(re)交換器


NB/T 47007(JB/T4758)空冷式熱交換器


NB/T 47011 鋯(gao)制壓力容器


NB/T47013.100JB/T430.10)承(cheng)壓設備(bei)無(wu)損檢(jian)測  第10部分∶銜接時差(cha)法超聲檢(jian)測


NB/T 47014(JB/T 4708)承壓(ya)設備焊(han)接(jie)工藝評定


NB/T 47019(所(suo)有部分)鍋爐、熱(re)交(jiao)換(huan)器用管(guan)訂貨技術(shu)條件


NB/T 47020 (JB/T4700)壓力容器法(fa)蘭分(fen)類(lei)與技術(shu)條件


NB/T 47021(JB/T 4701) 甲型平焊法蘭


NB/T 47022(JB/T 4702)乙型平焊法蘭(lan)


NB/T 47023(JB/T 4703)長頸(jing)對焊法(fa)蘭


NB/T 47024(JB/T4704)非金屬(shu)軟(ruan)墊(dian)片


NB/T 47025(JB/T 4705)纏(chan)繞墊片


NB/T 47026(JB/T 4706)金屬(shu)包墊(dian)片(pian)


NB/T 47027(JB/T4707)壓力容器(qi)法蘭用緊固件


NB/T 47041——2014(JB/T 4710)塔式容器(qi)


JB/T 4711  壓力容器涂敷(fu)與(yu)運輸包裝(zhuang)


JB/T4712.1  容器支(zhi)座  第1部分∶鞍式支(zhi)座


JB/T 4712.3  容器支座(zuo)  第(di)3部分∶耳式支座(zuo)


JB/T4730(所有部分)承壓設(she)備(bei)無損檢測


JB4732—1995  鋼制壓(ya)力容器————分析(xi)設計(ji)標準(2005年確認)


JB/T4734  鋁制焊接容器


JB/T4745  鈦制焊接容(rong)器


JB/T4751  螺旋板式換(huan)熱器


JB/T4755 銅(tong)制壓(ya)力容(rong)器


JB/T 4756  鎳及鎳合金制壓力容器(qi)


HG/T 20592 鋼(gang)制管法蘭(PN系列)


HG/T 20615 鋼(gang)制管法蘭(Class系列)


TSGR 0004-2009固定(ding)式壓力容器安全技(ji)術監察規程



三、術語和定義


GB150.1-2011 GB/T 26929 界定的以及(ji)下列術(shu)語和定義適用(yong)于本文件


3.1  公稱(cheng)直徑  nominal diameter  DN


 a.  卷制、鏡(jing)制圓(yuan)筒,以內(nei)徑(mm)作(zuo)為管(guan)殼(ke)式熱交換器的(de)公稱直徑


 b. 管材制圓筒,以外徑(mm)作為(wei)管殼式(shi)熱交換器(qi)的公稱直(zhi)


  c.  釜(fu)(fu)式重(zhong)沸(fei)(fei)器,以管(guan)箱(xiang)內(nei)(或外)徑(jing)(mm)作為釜(fu)(fu)式重(zhong)沸(fei)(fei)器的(de)公稱直(zhi)徑(jing)


3.2  換熱面積(ji)heat transfer arca   A


 a. 計算(suan)魏熱(re)(re)面積(ji),以換熱(re)(re)管(guan)外徑(jing)為基準,扣除不參與換熱(re)(re)的(de)(de)換熱(re)(re)管(guan)長度后(hou),計算(suan)得到的(de)(de)外表面積(ji),m2


 b. 公(gong)稱換熱而積(ji)(ji),圓整為整數(shu)后的計算換熱面積(ji)(ji),m2。


3.3  公稱長度  nominal length  LN


 以換熱管(guan)(guan)的(de)長度(m)作為管(guan)(guan)殼式熱交換器的(de)公稱長度。換熱管(guan)(guan)為直管(guan)(guan)時(shi),取直管(guan)(guan)長度;換熱管(guan)(guan)為U形(xing)管(guan)(guan)時(shi),取U形(xing)管(guan)(guan)直管(guan)(guan)段(duan)的(de)長度。


3.4 管程(cheng)和殼程(cheng)  tubeside & shellside


   a. 管程——介質流經換熱(re)管內的(de)通道(dao)及與其相貫(guan)通部(bu)分。


   b. 殼程————介(jie)質流經換熱管外的通道及與(yu)其相貫(guan)通部分。


   c. 管程數Nt———介質沿換熱管長度方向往、返的次(ci)數。


   d. 殼程數Ns————介質在殼程內(nei)沿換熱(re)管(guan)長度方向(xiang)往、返的(de)次數。


3.5 Ⅰ級(ji)管束 grade I bundle


  換熱(re)管(guan)(guan)外徑(jing)的允許偏差符(fu)(fu)合(he)(he)表(biao)6-6、管(guan)(guan)板(ban)(ban)管(guan)(guan)孔直徑(jing)及(ji)允許偏差符(fu)(fu)合(he)(he)表(biao)6-10、折流(liu)板(ban)(ban)和支持板(ban)(ban)管(guan)(guan)孔直徑(jing)及(ji)允許偏差符(fu)(fu)合(he)(he)表(biao)6-22的鋼制管(guan)(guan)束。


3.6  Ⅱ級(ji)管束  grade Ⅱ bundle


  換(huan)熱管外徑(jing)的(de)允(yun)許(xu)偏(pian)差符(fu)(fu)合(he)表(biao)6-7、管板管孔直(zhi)徑(jing)及允(yun)許(xu)偏(pian)差符(fu)(fu)合(he)表(biao)6-11、折(zhe)流板和支(zhi)持(chi)板管孔直(zhi)徑(jing)及允(yun)許(xu)偏(pian)差符(fu)(fu)合(he)表(biao)6-23的(de)鋼制(zhi)管束。


3.7 強度脹(zhang)接 strength expansion


  換(huan)熱管與(yu)管板的賬接連接強度滿足換(huan)熱管軸向(拉或壓)機械和溫差(cha)載(zai)荷設(she)計要求并保證密封性能(neng)的脹(zhang)接。


3.8  貼(tie)脹(zhang) light expansion


  為消除換熱(re)管(guan)與管(guan)板(ban)管(guan)孔之間縫隙的輕度(du)脹接。


3.9 強度焊接  strength weld


 換(huan)熱(re)管與(yu)管板的焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)強度滿足換(huan)熱(re)管軸向(拉(la)或壓)機械和溫差載荷設計要求并保證密封性能(neng)的焊(han)接(jie)(jie)。


3.10  密封焊(han)接 seal weld


  僅保證換(huan)熱管(guan)與管(guan)板(ban)連接(jie)(jie)不泄漏的焊(han)接(jie)(jie)。


3.11 內孔焊  tabes welded to backside of tubesheet


  換熱管與管板之間在殼程側(ce)以對(dui)接(jie)焊(han)縫(feng)形成對(dui)接(jie)接(jie)頭或(huo)鎖(suo)底(di)接(jie)頭的焊(han)接(jie)。



四、通用(yong)要求(qiu)


4.1  通則


 4.1.1  熱交換器應(ying)符(fu)合本(ben)(ben)標(biao)準的通用要求,并應(ying)遵守國家頒布的有關法律(lv)、法規和安(an)全(quan)技術(shu)規范。本(ben)(ben)標(biao)準的符(fu)合性(xing)聲明(ming)見(jian)附錄A。


 4.1.2 管殼(ke)式(shi)熱交換(huan)(huan)器應(ying)符(fu)合本標(biao)準(zhun)的要求(qiu),其他結構型式(shi)熱交換(huan)(huan)器隙應(ying)符(fu)合本標(biao)準(zhun)通用(yong)要求(qiu)外,還(huan)應(ying)符(fu)合下列相應(ying)標(biao)準(zhun)的要求(qiu)


    a. JB/T 4751《螺旋板式(shi)換熱(re)器(qi)》


    b. NB/T47004(JB/T4752)《板式熱交換(huan)器》


    c. NB/T47006(JB/T4757)《鋁制板(ban)翅式熱交換器》;


    d.  NB/T 47007(JB/T 4758)《空(kong)冷式熱交換器》。


 4.1.3 采用鋁、鈦、銅、鎳和鋯等其他金屬(shu)制管殼式熱交換器(qi)或受(shou)壓(ya)元(yuan)件除(chu)應(ying)符合本(ben)標準(zhun)要(yao)求外,還應(ying)符合下列相應(ying)標準(zhun)的要(yao)求


    a. JB/T 4734《鋁制(zhi)焊接容器》;


    b.  JB/T 47454鈦制焊接容器》;


    c. JB/T 4755《銅制壓(ya)力容(rong)器》


    d. JB/T 4756《鎳及鎳合(he)金制壓力容(rong)器》


    e. NB/T47011《鋯(gao)制(zhi)壓力容器(qi)》。


 4.1.4 熱交換器的設計、制造單位應建立健全的質量管理(li)體系并有效運行。


 4.1.5 TSGR0004—2009管轄范圍內的(de)(de)熱交換器,其設計(ji)、制造(zao)、安(an)裝(zhuang)和使用虛接受特種設備(bei)安(an)全監察(cha)機構的(de)(de)監察(cha)。


 4.1.6 對不能按(an)照GB150.3—2011、本標準及相(xiang)應(ying)引用(yong)標準進行(xing)設計(ji)計(ji)算(suan)的熱(re)交(jiao)換(huan)器或受壓元件,可(ke)按(an)GB150.1—2011中4,1.6規定的方(fang)法進行(xing)設計(ji)。


 4.1.7 設計壓力(li)低(di)于0.1 MPs及真空度低(di)于0.02 MPa的(de)熱交換(huan)器或(huo)受(shou)壓元件,可(ke)按NB/T 47003.1 (JB/T4735.1)及本標準的(de)有關規定(ding)進(jin)行設計。


4.2  資格與職(zhi)責


 4.2.1  資格


  TSG R0004—2009管轄范圍內的熱交換器,其設計、制造單位(wei)應持有相應的特種設備許(xu)可(ke)證。


4.2.2  職責


 4.2.2.1  用(yong)戶或(huo)設計委托(tuo)方的職責(ze)


 熱交換器的用戶或設計委托方(fang)應(ying)以正式(shi)書畫形式(shi)向設計單位提出設計條件(UDS—User'sDesign Specification),且至少應(ying)包含以下(xia)內容


   a. 設計所依據的(de)主(zhu)要標準和(he)規范(fan);


   b. 操作(zuo)參數(包括(kuo)工作(zuo)壓力、工作(zuo)溫度范圍(wei)、液位高度、接管載荷以及循環載荷等);


   c. 使用地及其自(zi)然(ran)條件(包括環(huan)境溫度、抗震設防烈(lie)度、風(feng)載荷和雪載荷等);


   d. 介質組分與(yu)特性


   e. 預期使(shi)用(yong)年限(xian)


   f. 幾何參數和管(guan)口方位


   g. 鋼制管束等級


   h. 設計需(xu)要(yao)的其他必(bi)要(yao)條件。


4.2.2.2  設計(ji)單位的職責


  熱交換(huan)器的(de)設計單位至少應包含以下職(zhi)責(ze)∶


   a.  應(ying)對設(she)計(ji)文件的(de)正(zheng)確(que)性和完整性負責(ze);


   b.  熱交(jiao)換器的(de)設計文件(jian)至少應包括(kuo)強度計算書、設計圖樣、制造技術條件(jian)、風險評估報告(相關法規或設計委托方要(yao)求時),必(bi)要(yao)時還應包括(kuo)安裝與使(shi)用(yong)維修說明;


   c.  TSGR0004—2009管轄范(fan)圍內熱(re)交(jiao)換(huan)器的設(she)計總(zong)圖應(ying)蓋(gai)有特種設(she)備設(she)計許可印章;


   d.  應(ying)(ying)在設計(ji)使用年限(xian)內(nei)保(bao)存(cun)管殼(ke)式熱(re)交換(huan)器的(de)全(quan)部(bu)設計(ji)文件,其(qi)他結構(gou)型(xing)式的(de)熱(re)交換(huan)器設計(ji)文件的(de)保(bao)存(cun)要求按(an)相應(ying)(ying)標準執行。


4.2.2.3  制造單(dan)位的職責


熱交換器的(de)制造單位至(zhi)少(shao)應包(bao)含以下職(zhi)責∶


   a. 制造(zao)(zao)單(dan)位應按照設(she)計(ji)文件要(yao)求進行(xing)(xing)制造(zao)(zao),如需要(yao)對(dui)原(yuan)(yuan)設(she)計(ji)進行(xing)(xing)修改,應取(qu)得原(yuan)(yuan)設(she)計(ji)單(dan)位同意修改的書面文件,并且對(dui)改動部位作出詳細記載;


   b. 制(zhi)造(zao)(zao)單位在(zai)熱交換(huan)器(qi)制(zhi)造(zao)(zao)前應制(zhi)定完善的(de)質量(liang)計劃,其內(nei)容至少應包括熱交換(huan)器(qi)或(huo)元件的(de)制(zhi)造(zao)(zao)工藝(yi)控(kong)制(zhi)點(dian)、檢驗項目和合格指標(biao);


   c.  制造(zao)單位的檢查部門在熱交換器制造(zao)過程中和完工后,應(ying)按標準、圖樣和質量計(ji)劃的規定對(dui)熱交換器進行各項檢驗(yan)和試驗(yan),出(chu)具相應(ying)報告,并對(dui)報告的正確(que)性和完整性負責(ze);


   d.  制造單位在(zai)檢(jian)驗合格后(hou),應出(chu)具(ju)產(chan)品質(zhi)量合格證;


   e.  制造單位對其(qi)制造的每臺(tai)管殼式熱交換器(qi)產(chan)品應(ying)在設計使(shi)用(yong)年限內至少保存下列技(ji)術文件∶


     ①. 質(zhi)量計劃(hua)


     ②. 制造(zao)工(gong)藝圖或制造(zao)工(gong)藝卡


     ③. 產品質量(liang)證明文件;


     ④. 焊接工藝(yi)(yi)和熱處理工藝(yi)(yi)文件


     ⑤. 標(biao)準中允許制(zhi)造單位選擇的檢驗、試(shi)驗項(xiang)目記(ji)錄(lu);


     ⑥. 制造過程中及完工(gong)后的檢查(cha)、檢驗、試驗記錄;


     ⑦. 原設計(ji)圖(tu)和(he)竣工圖(tu)


f. 其他結構型式的(de)熱交換(huan)器制造技術文件的(de)保存要(yao)求應按相應標(biao)準執行。


4.3  工藝計(ji)算


 4.3.1  設計條件(jian)


 4.3.1.1 熱(re)交換(huan)器(qi)的(de)用戶或設計委(wei)托方應(ying)以正武(wu)書(shu)畫(hua)形式(shi)向設計單位提出工藝(yi)設計條件,且至少應(ying)包含以下內容(rong)


   a. 操作(zuo)數據,包括流量(liang)、氣相分率、溫(wen)度、壓力、熱負荷等


   b. 物性數據(ju),包括介(jie)質(zhi)密度、比熱、黏度、導熱系數或(huo)介(jie)質(zhi)組(zu)成等。


   c. 允許阻力(li)降;


   d.  其(qi)他,包括操作彈性(xing)、工況、安(an)裝要求(幾(ji)何參(can)數(shu)、管口方(fang)位(wei))等。


 4.3.1.2 管殼式(shi)短交換器的(de)數(shu)據表參見附錄B表B.1。


4.3.2  選型與計(ji)算


 4.3.2.1 熱交(jiao)換器的選型(xing)應(ying)考慮下(xia)列(lie)因素(su)


   a. 合理選擇熱交換器型式及基本參數,滿足傳熱、安全可靠性及能效要求


   b. 考慮經濟性,合理(li)選材(cai)


   c. 滿足熱交換器安(an)裝,操作、維修(xiu)等要求(qiu),


4.3.2.2 熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)工藝計(ji)算時應進行優(you)化,提高換熱(re)效率(lv),滿足工藝設(she)計(ji)條(tiao)件(jian)變(bian)求(qiu)。管殼式熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)無相變(bian)傳(chuan)熱(re)計(ji)算參見附(fu)錄B。需要時管殼式熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)還應考慮流體誘發振動,計(ji)算參見附(fu)錄C。常見流體的物理性質散據線(xian)見附(fu)錄D.污垢(gou)熱(re)阻參見附(fu)錄E,金屬導熱(re)系數參見附(fu)錄F 。


4.4  設計一般規定


 4.4.1  載荷


 4.4.1.1  設計(ji)時(shi)應考慮以下載荷∶


   a. 內壓(ya)(ya)、外壓(ya)(ya)或最(zui)大壓(ya)(ya)差


   b. 膨脹量不同引起的(de)作用(yong)力


   c. 液(ye)柱靜壓力,當液(ye)柱靜壓力小于設計壓力的(de)5%時(shi),可(ke)忽略不(bu)計。


4.4.1.2 需(xu)要(yao)時(shi),還應考慮下列載荷


   a. 熱交(jiao)換器自重(zhong)及正常工(gong)作條件下(xia)或耐壓試驗狀態下(xia)內(nei)裝介質的重(zhong)力載荷


   b. 附屬(shu)設備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷(he);


   c.  風載荷、地震載荷、雪載荷


   d. 支座及其他型(xing)式支承件的反(fan)作用力(li)


   e. 連(lian)接管道(dao)和(he)其他部件的(de)作用(yong)力


   f. 溫度梯度引(yin)起(qi)的作(zuo)用力(li)


   g. 沖擊(ji)載(zai)荷,包括壓力急劇波動引起(qi)的沖擊(ji)載(zai)荷、流體沖擊(ji)引起(qi)的反力等(deng);


   h. 運輸或(huo)吊裝時的作用(yong)力(li)。


4.4.2  設計(ji)壓力(li)或計(ji)算壓力(li)


 設(she)計壓力或計算壓力的確定應符(fu)合(he)以下規定∶


   a. 熱(re)交(jiao)換(huan)器上(shang)裝有超壓泄放裝置(zhi)時,應按GB150.1—2011附錄B的規定(ding)確定(ding)設計壓力;


   b. 熱(re)交換器各(ge)程(壓(ya)力室)的設計壓(ya)力應按各(ge)自最苛(ke)刻(ke)的工作工況(kuang)分別確(que)定;


   c. 如熱交換器存在負(fu)壓操作,確定元件計算壓力時應考慮在正常工作情況(kuang)下可能出現的最大壓力差;


   d. 真(zhen)空(kong)(kong)側的設計(ji)壓(ya)力按承受外壓(ya)考慮;當裝(zhuang)有安全控制裝(zhuang)置(如(ru)真(zhen)空(kong)(kong)鑿(zao)放閥)時(shi),設計(ji)壓(ya)力取(qu)(qu)1.25倍的最(zui)大內外壓(ya)力差,或0.1 MPa兩者中(zhong)的較低(di)值;當無安全控制裝(zhuang)置時(shi),取(qu)(qu)0.1 MPa。


   e. 對于同時受各(ge)程(壓(ya)力(li)室(shi))壓(ya)力(li)作用的元件,且(qie)在(zai)(zai)全壽命期(qi)內(nei)均(jun)能保證不超過(guo)設定壓(ya)差(cha)時,才可以技壓(ya)差(cha)設計(ji)(ji)(ji)(ji),否則應(ying)分別(bie)按(an)各(ge)程(壓(ya)力(li)室(shi))設計(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)力(li)確定計(ji)(ji)(ji)(ji)算(suan)壓(ya)力(li),并(bing)應(ying)考慮可能存在(zai)(zai)的最(zui)苛刻的壓(ya)力(li)組(zu)合;按(an)壓(ya)差(cha)設計(ji)(ji)(ji)(ji)時,壓(ya)差(cha)的取值還應(ying)考慮在(zai)(zai)壓(ya)力(li)試驗過(guo)程中(zhong)可能出現的最(zui)大壓(ya)差(cha)值,并(bing)應(ying)在(zai)(zai)設計(ji)(ji)(ji)(ji)文件中(zhong)明確設計(ji)(ji)(ji)(ji)壓(ya)差(cha),同時應(ying)提出在(zai)(zai)壓(ya)力(li)試驗過(guo)程中(zhong)保證壓(ya)差(cha)的要求。


4.4.3 設計溫度


 設計溫度的確(que)定應符合以下規(gui)定∶


   a.  熱(re)交換器的(de)各強度(du)(du)(du)壓力室)股計(ji)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)應按各自最苛刻的(de)工作工況分(fen)解確定(ding);各部分(fen)在工作狀態下的(de)金屬溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)不同時,可分(fen)別(bie)設定(ding)設計(ji)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du);殼程(cheng)(cheng)設計(ji)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)、管程(cheng)(cheng)設計(ji)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為殼程(cheng)(cheng)殼體、管箱殼體的(de)設計(ji)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)


   b.  設計(ji)溫度不(bu)夠低于(yu)元件(jian)(jian)金(jin)屬(shu)(shu)在工作狀態(tai)可能(neng)(neng)達(da)到的(de)(de)最(zui)高溫度;對于(yu)0℃以下的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)溫度,設計(ji)溫度不(bu)得高于(yu)元件(jian)(jian)金(jin)屬(shu)(shu)可能(neng)(neng)達(da)到的(de)(de)最(zui)低溫度;在任(ren)何情況下,元件(jian)(jian)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)表面溫度不(bu)得超過材料的(de)(de)允許使用溫度


   c. 對于同時受兩側介(jie)質(zhi)溫(wen)度作(zuo)用的元件(jian)應按其(qi)金屬溫(wen)度確定設計(ji)溫(wen)度。


   d. 元件的金屬溫(wen)度通過以下(xia)方法確定


     ①. 傳熱計算求得。


     ②. 在已使用的同類熱交換器(qi)上測定。


     ③. 根據介質(zhi)溫度并結合(he)外(wai)部條件確定。


4.4.4  工(gong)況組合(he)


  對有不(bu)同(tong)工(gong)作(zuo)工(gong)況(kuang)(kuang)的熱交換器(qi),應(ying)按(an)最苛(ke)刻的工(gong)況(kuang)(kuang)設計;必要時還應(ying)考慮(lv)不(bu)同(tong)工(gong)況(kuang)(kuang)的組(zu)合,并在圖樣或相應(ying)技術(shu)文件(jian)(jian)中流明各工(gong)況(kuang)(kuang)操(cao)作(zuo)條(tiao)件(jian)(jian)和設計條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)的壓力和溫度(du)值。


 4.4.5  厚度附加量


 4.4.5.1  厚度(du)附加量按寒(4-1)確定


   C=C1+C2 ……………………………(4-1)


   式中


   C————厚(hou)度(du)附加(jia)量,mm


   C1————材料厚度負偏差,按4.4.5.2的規定,mm


   C2 ————腐蝕裕量,按4.4.5.3、4.4.5.4和4.4.5.5的規定,mm。


 4.4.5.2 板材或(huo)管材的(de)(de)厚度負偏(pian)差應符合相應材料標準的(de)(de)規(gui)定。


 4.4.5.3  為防止熱交換器元件(jian)由于腐(fu)蝕、機械磨損而導致(zhi)厚度削弱減(jian)薄,應(ying)考慮腐(fu)蝕裕(yu)量∶


   a. 對有均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)(shi)或(huo)磨損的元件,應根據預期的設計(ji)使用(yong)年限和介質對金屬材(cai)料的腐(fu)蝕(shi)(shi)速率(及磨蝕(shi)(shi)速率)確定腐(fu)蝕(shi)(shi)裕量(liang)


   b.  各元件受到(dao)的(de)腐蝕程度不同(tong)(tong)時,可采用不同(tong)(tong)的(de)腐蝕裕量;


   c. 介質為(wei)壓縮(suo)空氣、水蒸氣或(huo)水的碳素銅或(huo)低合金銅制熱交換器(qi),腐(fu)蝕(shi)裕量不小于1mm。


 4.4.5.4  管殼式(shi)熱交換器元件(jian)腐蝕裕量的考慮原則∶


   a. 管板、浮頭(tou)法蘭和球冠形封頭(tou)的(de)兩面均應考慮腐蝕裕量


   b. 管(guan)箱(xiang)平(ping)蓋、凸形封頭(tou)、管(guan)箱(xiang)和(he)殼體內表面(mian)應(ying)考(kao)慮腐蝕(shi)裕量;


   c.  管板(ban)和管箱平(ping)蓋上開槽時,可將高出隔板(ban)槽底面的(de)金屬作為腐蝕(shi)裕(yu)量,但(dan)當腐蝕(shi)裕(yu)量大于(yu)精(jing)深(shen)時,還應加(jia)上兩者(zhe)的(de)差值。


   d. 設備法蘭(lan)和管法蘭(lan)的內(nei)徑面應考慮腐蝕(shi)裕量


   e.  換(huan)熱管、鉤(gou)圈、浮頭(tou)螺栓和縱向隔板(ban)一般不考慮腐(fu)蝕裕量


   f. 分程隔板的兩面(mian)均應(ying)考慮腐蝕(shi)裕量


   g. 拉桿、定距管、折(zhe)流板和支持(chi)板等非受壓元件(jian),一(yi)般不(bu)考慮腐蝕裕量(liang)。


 4.4.5.5  其他結(jie)構型式(shi)的熱(re)交(jiao)換器(qi)以及鋁(lv)、鈦(tai)、銅、鎳和鋯等其他金屬制熱(re)交(jiao)換器(qi)的腐(fu)蝕裕量(liang)按相(xiang)應引用標準的規定確定。


4.5  許用應(ying)力


 4.5.1  材(cai)料應按(an)GB150.1——2011表(biao)1、表(biao)2的(de)規(gui)定確定許用應力(li)。


 4.5.2  受(shou)壓元件(jian)用(yong)鋼材的(de)許(xu)用(yong)應(ying)力值應(ying)按GB150.2—2011選(xuan)取,鋁、鈦、銅、鎳和(he)鋯等其(qi)他金屬的(de)許(xu)用(yong)應(ying)力值應(ying)按相應(ying)引(yin)用(yong)標(biao)準選(xuan)取。


 4.5.3 復(fu)合銅板的許用應(ying)力(li)應(ying)按GB 150.1—2011中(zhong)4.4.3確定。


 4.5.4  圓(yuan)筒許用軸向壓縮應(ying)(ying)力應(ying)(ying)按GB1 50.1—2011中4.4.5和相(xiang)關標準(zhun)的規定確(que)定。


 4.5.5  需要考慮地震(zhen)載(zai)(zai)荷或風載(zai)(zai)荷與(yu)4.4.1中其他(ta)載(zai)(zai)荷相(xiang)組合時,元件的(de)設計應力應符(fu)合GB150.1—2011中4.4.4 和相(xiang)關(guan)標準的(de)規定(ding)。


4.6 焊(han)接(jie)接(jie)頭分類與(yu)焊(han)接(jie)接(jie)頭系數


 4.6.1  管殼式熱(re)交換(huan)器受(shou)(shou)壓(ya)元(yuan)件之間的(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)分為A、B、C、D四類,非受(shou)(shou)壓(ya)元(yuan)件與受(shou)(shou)壓(ya)元(yuan)件的(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)為E類,如(ru)圖4-1所(suo)示。其他結(jie)構型式熱(re)交換(huan)器的(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)按相應(ying)標(biao)準規定。


 4.6.2 焊(han)接(jie)接(jie)頭系數φ應根據對(dui)接(jie)接(jie)頭的焊(han)縫(feng)形式及無(wu)損檢測的長度比例確定。


 4.6.3  鋼制管殼式熱交換器焊(han)接接頭系(xi)數(shu)按表4-1選(xuan)取。


4.6.4 對于無法進行(xing)無損檢測(ce)的(de)固定管板式熱交換器殼程圓筒的(de)環向焊(han)接接頭,應采用氬弧焊(han)打(da)底或沿焊(han)縫(feng)根(gen)部(bu)全長有緊貼基本金屬的(de)墊板,其(qi)焊(han)接接頭系數φ=0.6。


 4.6.5 對于換熱管與(yu)管板連接的內孔焊,進行100%射(she)線(xian)檢(jian)測時焊接接頭系數(shu)(shu)φ=1.0,局部射(she)線(xian)檢(jian)測時焊接接頭系數(shu)(shu)φ-0.85,不進行射(she)線(xian)檢(jian)測時焊接接頭系數(shu)(shu)φ=0.6.


 4.6.6  鋁、鈦、銅、鎳和(he)鋯等(deng)其他金屬的焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭系數按相應引用標準(zhun)的規(gui)定。


4.7  耐壓試驗


 4.7.1 管殼式熱(re)交(jiao)(jiao)換器耐壓(ya)(ya)試(shi)驗的要求(qiu)和試(shi)驗壓(ya)(ya)力應符(fu)合GB150.1—2011中4.6的要求(qiu),其他(ta)結構型式熱(re)交(jiao)(jiao)換器耐壓(ya)(ya)試(shi)驗的要求(qiu)和試(shi)驗壓(ya)(ya)力應符(fu)合相關標準的要求(qiu)。


 4.7.2 耐(nai)壓試(shi)驗的(de)種類和要求應在圖樣上注(zhu)明。


 4.7.3  按壓差設(she)計(ji)的(de)熱交換器,應在圖樣上(shang)提出壓力試驗時升、降壓的(de)具體要(yao)求(qiu)。


 4.7.4 對于(yu)(yu)管(guan)程(cheng)設(she)計壓(ya)力高(gao)于(yu)(yu)殼程(cheng)設(she)計壓(ya)力的管(guan)殼式熱(re)交換器,應在圖樣上提出(chu)管(guan)頭的試(shi)驗方法和(he)壓(ya)力。


4.8  泄(xie)漏試驗


 4.8.1  泄漏試驗應符(fu)合(he)GB150.1——2011中4.7的要求。


 4.8.2 泄漏試驗的種類和要求應在(zai)圖樣上注明。



五、材料(liao)


5.1  總(zong)則(ze)


 5.1.1 管殼(ke)式熱交換器鋼(gang)制受(shou)壓(ya)元件的鋼(gang)號及(ji)其(qi)標準、附加(jia)技術要(yao)求、限定范圍(壓(ya)力和(he)溫度等)及(ji)許用應力應符合GB150.2—2011及(ji)其(qi)附錄A、附錄D的規定,高溫性能參(can)考值參(can)見GB150.2—2011 附錄B。


5.1.2  管殼(ke)式熱交換器(qi)受壓(ya)元(yuan)件用(yong)鋼、鈦、銅、鎳和鋯(gao)等其(qi)他(ta)金屬材料(liao),其(qi)技術要(yao)求(qiu)、限定范圍(牌號、壓(ya)力和溫(wen)度等)及(ji)許用(yong)應力,虛符合TSGR0004——2009及(ji)本標(biao)準引(yin)用(yong)標(biao)準的規(gui)定。


5.2  圓筒及(ji)封頭


 用(yong)于(yu)制造管殼式熱(re)交換(huan)器圓筒或封頭的材料應符合GB150.1—2011引(yin)用(yong)標(biao)準(zhun)和(he)GB150.2—2011 的有關規定(ding)。


5.3  管(guan)(guan)板、管(guan)(guan)箱(xiang)平(ping)蓋、法蘭


 5.3.1  鍛件


   用于(yu)制造管板(ban)、管箱平蓋、法蘭的鋼鍛(duan)件(jian)(jian)應符(fu)合GB150,2—2011第6章的規定,鍛(duan)件(jian)(jian)級別不得低(di)于(yu)Ⅱ級。


5.3.2  板材


  5.3.2.1  用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)管(guan)板(ban)、管(guan)箱(xiang)(xiang)平(ping)蓋、設備法蘭(lan)的(de)板(ban)材應(ying)符合(he)GB150.1—2011引(yin)用(yong)(yong)標準和GB150.2—2011 的(de)有(you)關規定。帶凸肩的(de)管(guan)板(ban)、內孔焊管(guan)板(ban)和管(guan)箱(xiang)(xiang)平(ping)蓋(GB150.3—2011表5-10中序號11~14的(de)平(ping)蓋)采用(yong)(yong)軋制(zhi)板(ban)材直接加(jia)(jia)工制(zhi)造(zao)時,碳素銅(tong)、低(di)合(he)金鋼厚度方向性能級(ji)別不應(ying)低(di)于(yu)GB/T5313—2010中的(de)Z35級(ji),并在設計文(wen)件(jian)上提出附加(jia)(jia)檢(jian)驗要求(qiu)。


  5.3.2.2 復(fu)合(he)管(guan)板(ban)可(ke)采用堆焊或爆炸焊接復(fu)合(he)板(ban)。當(dang)采用爆炸焊接復(fu)合(he)板(ban)時,應(ying)符合(he)NB/T47002.1~47002.4中(zhong)B1級(ji)的要求;當(dang)換熱管(guan)受軸向(xiang)壓(ya)應(ying)力時,宜采用堆焊復(fu)合(he)管(guan)板(ban)。


5.3.3  襯層


 5.3.3.1  管箱平蓋、法蘭可(ke)采(cai)用(松式)襯(chen)層(襯(chen)板、襯(chen)環)復合(he)結構。


 5.3.3.2  襯層復合結構不得使用于下列場合∶


   a. 設計溫(wen)度(du)高于300℃;


   b.  工(gong)作(zuo)過程中(zhong),存(cun)在真空工(gong)況


   c. 介(jie)質毒性程度為(wei)極度或高度危害。


5.4  換熱管


 5.4.1  鋼制換(huan)熱(re)(re)管(guan)應符(fu)合GB150.2—2011和本標(biao)準第4章引用標(biao)準的規(gui)定,常(chang)用換(huan)熱(re)(re)管(guan)特性參(can)見附錄G,常(chang)用換(huan)熱(re)(re)管(guan)牌號及要求見下列管(guan)材標(biao)準。


   a.  GB/T 1527《鋼及銅合金拉(la)制管(guan)》


   b.  GB/T 2882《鎳(nie)及鎳(nie)合金管》


   c. GB/T 36250換熱(re)器(qi)及冷(leng)凝器(qi)用鈦及鈦合金管)


   d. GB 50100高壓鍋(guo)爐用無縫鋼管


   e.  GB6430高壓化肥設備用無(wu)縫鋼(gang)管


   f. GB/T 6893《鋁及鋁合金拉(軋)制無縫管》


   g. GB/T8890熱(re)交(jiao)換器用銅合金無(wu)縫管》;


   h. GB9948(石油裂化用無(wu)縫鋼(gang)管》


   i. GB13296《鍋(guo)爐、熱(re)交換器用不(bu)銹(xiu)鋼無(wu)縫(feng)鋼管(guan)》;


   j. GB/T 21832《奧氏(shi)體-鐵(tie)素體型雙(shuang)相不銹鋼焊(han)接鋼管》


   k. GB/T21833《奧氏體-鐵素體型(xing)雙相不銹鋼無縫鋼管》;


   i. GB/T 24593《銅爐(lu)和熱交換器用奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)焊接鋼(gang)(gang)管》;


   m. GB/T26283《鋯(gao)及鋯(gao)合金無(wu)縫(feng)管材》;


   n. NB/T 47019.1~47019.8《鍋爐、熱交換器用管(guan)訂貨技術條件(jian)》。


 5.4.2  允(yun)許采用符(fu)合(he)下列標準的強化傳熱管(guan),其使用范圍和基管(guan)材料還(huan)應符(fu)合(he)GB150.2—2011及相關標準的規定


   a.  GB/T 24590《高效換熱器(qi)用特(te)型管》;


   b. GB/T 28713.1《管(guan)殼式熱交換器用強化傳熱元件 第1部分∶螺紋管(guan)》;


   c. GB/T 28713.2《管(guan)殼式(shi)熱(re)交換器用(yong)強化傳熱(re)元件(jian)  第(di)2部分∶不(bu)銹鋼波紋管(guan)》;


   d.  GB/T 28713.3《管(guan)殼式熱(re)交(jiao)換器用強化傳熱(re)元件  第3部分∶波節管(guan)》。


 5.4.3 GB/T 24593.GB/T 21832中(zhong)的(de)焊接(jie)銅管(guan)用作換熱管(guan)時,還應符合GB150.2—2011中(zhong)5.2的(de)有關規定。


 5.4.4  鋯及鋯合金無縫管(guan)(guan)用作(zuo)換熱管(guan)(guan)時,應符合GB/T26283—2010中(zhong)一(yi)般工業熱交換器用管(guan)(guan)材的規(gui)定。


 5.4.5 超出(chu)5.4.1引用標(biao)準中換(huan)熱管的(de)材料時,應(ying)符(fu)合(he)TSG R0004—2009中2.10的(de)規定,且應(ying)符(fu)合(he)NB/T47019.1~47019.8的(de)要求(qiu)。


 5.5 螺(luo)柱(含螺(luo)栓)和(he)螺(luo)母用鋼棒


  5.5.1  螺柱(含(han)螺栓)和螺母用銅棒的標準、銅號、使用狀態、許用應力(li)及力(li)學性能試驗等,均應符合GB150.2—2011第7章(zhang)的規定。


  5.5.2 管殼式熱交換器設備法蘭(lan)的緊(jin)固(gu)件(jian)可按NB/T470270B/T4707)選用。






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