文档介绍：化工设备与管道
· !"· 第!# 卷
双管板换热器设计及制造
涂俊宏于东兴
(浙江新安化工集团公司,建德市!$$%&&) (华陆工程公司,西安’$&&(")
摘要本文就管板的选材,强度计算、结构设计及胀管方法、胀接的工艺评定等问题作了介绍。仅供设计人员参考。
关键词管板选材强度计算结构设计胀管方法胀接工艺评定
! 概述载. 值在使用时,应放大$*C。
换热器的设计中,若壳程和管程中的两种介质*D ! 管板的强度计算
由于双管板换热器的壳程和管程之间由两块管
混合会引起重大事故时,目前) 一般采用双管板结
构。它能有效防止两种物料混合从而杜绝上述事故板组成,由此而形成三个程。即壳程、管程和壳程管
的产生。板与管程管板之间形成积液程。详见图$。计算管板
厚度时,应考虑三个程的工况,按不同情况进行计
双管板换热器设计
* 算。下列计算按固定管板式换热器考虑。
*" $ 选材
设计时应注意管板与管子须有一定硬度差,一
般管板比管子硬度高+,!& - *&。当两者硬度相近
时,可将管头进行退火处理,来降低管子的硬度。
*" * 壳程管板与管程管板之间间隙长度的计算
由于双管板换热器两块管板的使用温度不同,
因此当两块管板的温度从常温升到操做温度的过程
中,产生经向位移,详见图$ 这样的力作用在换热管图$ 图*
上,引起弯曲应力和剪应力,能使管板与换热管的连#" $" ! 管程管板的强度计算
接处产生泄漏。为了解决这个问题,可以在两块管板计算中主要参数确定如下:其设计压力和设计
之间放上适当间隙,让换热管产生挠曲,从而避免管温度按管程和积液程工况确定。换热管和壳程壁温
板与换热管的连接处产生很大的应力而泄漏。壳程应进行具体分析。管程与壳程、积液程组合成两程
与管程管板之间间隙长度. 的计算方法如下: 后,以换热管与壳体之间温差最大的为计算依据。按
此依据确定换热管与壳体的壁温。管板与换热管的
!"#$
! / ($) 连接,不管是强度焊加贴胀,还是强度焊加强度胀,
!!0
% 计算时均按强度焊考虑。换热管的有效长度为*. $ E
1 / 2!3 45 3 65 7 8 6!0 45 0 65 7 8 9 (*)
* . *。详见图!。这样取值比较安全。参数确定后,按
其中:. :壳程与管程管板之间间隙长度::
F,$($ 计算管程管板的厚度#$。
*
; :材料弹性模量;<=> ?:: #" $" # 壳程管板的强度计算
@ :管子外经:: 1 :管子挠度:: 计算中主要参数确定如下:其设计压力和设计
A :排管直经:: 5 7 :安装温度温度分别按壳程及积液程工况确定。换热管和壳程
5 3 5 0:分别为管程和壳程的设计温度壁温按管程及壳程工况确定。管板与换热管的连接
分别为管程和壳程管板在常温、设计温
"5"0 B 为胀接,换热管的有效长度按图! 中的. * 选取。
度下的热膨胀系数参数确定后,按 F,$($ 计算壳程管板的厚度
其受力情况,详见图*。为了安全起见,有文献记
#*。这样确定参数是安全,对壳程管板来讲,虽有积液
#$$% 年第# 期· !"·
程和壳程两侧管束的弹性支撑的有利因素,而在计一