热交换器新标准培训PPT格式课件下载.ppt

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换热管与管板连接接头质量；

对壳程流体的无相变传热效率的影响（漏流量）；

NB/T47019.18锅炉、热交换器用管订货技术条件TEMA列管式换热器制造商协会标准用在除套管式换热器以外的所有管壳式换热器中，是对ASME标准的补充和说明；

一、变更标准名称一、变更标准名称代替：

GB151-1999管壳式换热器发布：

2014年12月05日实施：

2015年05月01日本次修订，将标准由管壳式换热器更名为热交换器。

名称的变更标志本标准修订的历史沿革和未来发展方向。

管壳式热交换器占在役热交换器的90%以上。

热交换器既是承压设备又是单元工艺设备，在保障安全的前提下，实现产品工艺动能，创造价值，节约能源的要求越来越受到业界重视。

一、变更标准名称一、变更标准名称修改了标准名称，扩大了标准适用范围：

提出了热交换器的通用要求，也就是适用于其他结构型式热交换器。

规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。

一、变更标准名称一、变更标准名称相关标准相关标准GB/T151-2014热交换器从属压力容器范畴，依托于GB150；

其理论基础、安全系数、许用应力和材料选择、通用要求等方面均与GB150相同；

管壳式热交换器中通用受压元件的强度设计计算公式已纳入GB150的，本标准不再重复，本标准中强度设计计算公式只针对管壳式热交换器特定的受压元件，包括管板、浮头、钩圈等；

一、变更标准名称一、变更标准名称以换热器为对象，提出共性通用要求，通过引用标准方式，将螺旋板式换热器JB4751、板式换热器NB/T47004、铝制板翅式热交换器NB/T47006、空冷式热交换器NB/T47007等其他结构型式的热交换器纳入热交换器的框架内；

对于采用铝、钛、铜、镍、锆等其他金属材料制热交换器、受压元件，也采用引用标准方式，凡是涉及材料内容执行相应标准要求，凡是产品制造内容执行相应产品标准，凡是共性内容应符合本标准的通用要求。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数1.范围范围二、解读GB151-201标准内容11GB151-2014热交换器规定：

公称直径范围（DN4000mm，原为2600mm）；

公称压力（PN35MPa）及压力和直径乘积范围（PNDN2.7104，原为1.75104）；

管板计算公式推导过程的许多简化假定不符合。

也给制造带来困难；

TEMA控制壳体壁厚3（76mm）、双头螺柱最大直径为4（102mm）。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数2.公称直径公称直径2.1卷制、锻制、圆筒以圆筒内直径（mm）作为换热器的公称直径。

2.2钢管制圆筒以钢管外径（mm）作为换热器的公称直径。

2.3公称长度LN以换热管的长度（m）作为换热器的公称长度，换热管为直管时，取直管长度；

换热管为U形管时，取U形管的直管段长度。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数3.换热面积换热面积A3.1计算换热面积换热面积是以换热管外径为基准，以二管板内侧的换热管长度来计算换热面积，计算得到的管束外表面积（m2）；

对于U形管换热器，一般不包括U形管弯管段的面积。

当需要把U形弯管部分计入换热面积时，则应使U形端的壳体进（出）口安装在U形管末端以外，以消除U形管末端流体停滞的换热损失。

3.2公称换热面积公称换热面积是将计算面积经圆整后的换热面积（m2），一般取整数。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数4.工艺计算（标准新增加内容）工艺计算（标准新增加内容）4.1设计条件（用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出工艺设计条件），内容包含1）操作数据：

包括流量、气相分率、温度、压力、热负荷等；

2）物性数据：

包括介质密度、比热、粘度、导热系数或介质组成等；

3）允许阻力降；

4）其他：

包括操作弹性、工况、安装要求（几何参数、管口方位）等。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数4.2选型应考虑的因素1）合理选择热交换器型式及基本参数，满足传热、安全可靠性及能效要求；

2）考虑经济性，合理选材；

3）满足热交换器安装、操作、维修等要求。

4.3计算热交换器工艺计算时应进行优化，提高换热效率，满足工艺设计条件要求。

需要时管壳式热交换器还应考虑流体诱发振动。

5.压力压力5.1压差设计同时受管、壳程压力作用的元件，当能保证制造、开停工、及维修时都能达到按规定压差进行管、壳程同时升、降压和装有安全装置时，方可按元件承受的压差设计。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数5.2真空设计真空侧的设计压力，应按GB150的规定，当元件一侧受真空作用，另一侧受非真空作用时，其设计压力应为两侧设计压力之和，即为最苛刻的压力组合。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数5.3试验压力试验压力pT=1.25/t，当容器元件所用材料不同时，应取各元件材料的/t比值中最小者。

外压容器和真空容器以内压进行压力试验。

1）当ptps时，各程分别按上述办法试压。

当pt（或ps）为真空时，则ps0.1（或pt0.1）再乘以规定值。

2）当ptps时，壳程试验压力按管程试验压力。

6.温度温度6.1设计温度换热器在正常的工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属横截面的温度平均值），它与设计压力一起作为设计载荷条件，设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度，对于0以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数管程设计温度是指管程的管箱设计温度。

非换热管的设计温度。

对于同时受两程温度作用的元件可按金属温度确定设计温度，也可取较高侧设计温度。

在任何情况下元件金属的温度不得高于材料允许使用的温度。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数传热计算求得换热管壁温tt热流体热量通过管壁传给冷流体（图1）。

换热管壁温tt6.2元件金属温度确定。

图1壳体圆筒壁温计算与换热管壁温相同，不同的地方圆筒外为大气温度，有保温的基本是圆筒外壁温度。

已使用的同类换热器上测定根据介质温度并结合外部条件确定。

二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数1）钢材厚度负偏差2）腐蚀裕量的规定根据预期的容器寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定。

7.厚度附加量二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量，（表1）。

腐蚀率无腐蚀轻微腐蚀有腐蚀严重腐蚀毫米/年0.050.050.50.51.51.5表1表1二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。

考虑两面腐蚀的元件：

管板、浮头法兰、球冠形封头、分程隔板。

考虑内表面腐蚀的元件：

管箱平盖、凸形封头、管箱、壳体、容器法兰和管法兰的内径面上。

管板和平盖上开槽时：

当腐蚀裕量大于槽深时，要加上两者的差值。

不考虑腐蚀裕量的元件：

换热管、钩圈、浮头螺栓、拉杆、定距管、拆流板、支持板、纵向隔板。

当腐蚀裕量很大时也要考虑。

3）腐蚀裕量的考虑原则二、解读二、解读GB151-2014设计参数设计参数7.焊接接头分类（增加）与焊接接头系数。

对于换热管与管板连接的内孔焊，进行100%射线检测时焊接接头系数=1.0，局部射线检测时焊接接头系数=0.85，不进行射线检测时焊接接头系数=0.68.泄露泄露试验泄露试验应符合GB150.1-2011中4.7的要求。

泄露试验的种类和要求应在图样上注明。

三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐换热器用钢材除采用GB150.2中所规定的材料外，作为GB151换热器的零部件还需要作进一步考虑。

1、管板、平盖管板、平盖一般情况用锻件优于用钢板，但用锻件的成本要高很多，故在条件不苛刻时，用板材作管板、平盖依然很多。

一般规定如下：

1）钢板厚度60mm时，宜采用锻件。

2）带凸肩的管板、内孔焊管板和管箱平盖采用轧制板材直接加工制造时，碳素钢、低合金钢厚度方向性能级别不应低于GB/T5313-2010（厚度方向性能管板）中的Z35级，并在设计文件上提出附件检验要求。

3）采用钢板作管板和平盖时，厚度大于50mm的Q245R、Q345R，应在正火状态下使用。

三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐1.1、复合结构的管板、平盖管板、平盖可采用堆焊或爆炸复合结构，当管程压力不是真空状态时，平盖亦可采用衬层结构。

1.2、堆焊结构用堆焊制作的管板与平盖，其覆层与基层的结合是最好的，但堆焊的加工难度大，中间检验、最终检验及热处理的要求高，堆焊一般有手工堆焊和带极堆焊两种方法。

（1）管板堆焊结构：

其覆层完全可计入管板的有效厚度（以许用应力比值折算），与换热管连接采用强度焊时，有充分的能力来承受换热管的轴向剪切载荷。

三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐单管程不带分程隔板槽的管板堆焊层大于或等于8mm。

（2）常用带分程隔板槽管板堆焊结构见图2。

（a）正确结构图（b）错误结构图图2三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐（3）管板堆焊（低温管壳式换热器）技术要求：

堆焊前应作堆焊工艺评定。

基层待堆焊面及覆层加工后钻孔前的面进行表面检测，检测结果不得有裂纹，成排气孔并应符合级缺陷显示。

堆焊覆层应在靠基层面采用超低碳的过渡层和覆层的双层堆焊，且从距表面最少2mm（一般为3mm）的深处（按覆层厚度而定）其化学成分应符合覆层材料的要求。

不得采用换热管与管板焊后加桥间补焊的方法进行所谓的堆焊。

三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐1.3、爆炸、轧制复合板管板和平盖采用的复合板等级要求见表2。

标准元件管板平盖NB/T47002.1-2010压力容器用爆炸焊接复合板第1部分：

不锈钢钢复合板剪切强度210MPa1级，结合率100%剪切强度210MPa3级，结合率95%NB/T47002.2-2010压力容器用爆炸焊接复合板第2部分：

镍钢复合板剪切强度210MPa1级，结合率100%剪切强度210MPa3级，结合率95%NB/T47002.3-2010压力容器用爆炸焊接复合板第3部分：

钛钢复合板剪切强度140MPa1级，结合率100%剪切强度140MPa3级，结合率95%NB/T47002.4-2010压力容器用爆炸焊接复合板第4部分：

铜钢复合板剪切强度100MPa1级，结合率100%剪切强度100MPa3级，结合率95%表2三、分析热交换器材料和防腐三、分析热交换器材料和防腐1.4、规定不允许使