本標(biao)(biao)準是全國(guo)鍋爐壓(ya)力容(rong)器標(biao)(biao)準化技(ji)術委員(yuan)會(hui)(以下簡稱(cheng)“委員(yuan)會(hui)”)負責制定和歸口的(de)(de)熱交換器標(biao)(biao)準,用(yong)以規范(fan)在中國(guo)境內(nei)建造或(huo)使用(yong)的(de)(de)熱交換器設計、制造、檢驗和驗收的(de)(de)相關技(ji)術要(yao)求。


 本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)技(ji)(ji)術條款(kuan)包括了金屬(shu)制熱(re)交(jiao)換(huan)(huan)器的(de)(de)通(tong)用(yong)(yong)要(yao)求(qiu)(qiu)、管(guan)殼(ke)(ke)(ke)式熱(re)交(jiao)換(huan)(huan)器建造過程(cheng)(cheng)(即指(zhi)設計(ji)、制造、檢驗(yan)和(he)驗(yan)收工作)中(zhong)(zhong)應(ying)遵循的(de)(de)相關(guan)要(yao)求(qiu)(qiu)。由于(yu)(yu)本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)沒(mei)有必要(yao)、也不可能素括適(shi)用(yong)(yong)范圍內管(guan)殼(ke)(ke)(ke)式熱(re)交(jiao)換(huan)(huan)器建造中(zhong)(zhong)的(de)(de)所(suo)有技(ji)(ji)術細節,因此,在(zai)滿(man)足(zu)法規所(suo)規定(ding)的(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)安(an)全要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)前提下(xia),不應(ying)禁止本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中(zhong)(zhong)沒(mei)有特別提及的(de)(de)技(ji)(ji)術內容。本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)不能作為具體管(guan)殼(ke)(ke)(ke)式熱(re)交(jiao)換(huan)(huan)器建造的(de)(de)技(ji)(ji)術手冊,亦不能代替(ti)培訓、工程(cheng)(cheng)經驗(yan)和(he)工程(cheng)(cheng)評(ping)(ping)價(jia)(jia)。工程(cheng)(cheng)評(ping)(ping)價(jia)(jia)是指(zhi)由知識(shi)淵博、嫻于(yu)(yu)規范應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)技(ji)(ji)術人(ren)員(yuan)所(suo)做出針對具體產品(pin)的(de)(de)技(ji)(ji)術評(ping)(ping)價(jia)(jia)。但工程(cheng)(cheng)評(ping)(ping)價(jia)(jia)應(ying)符合本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)相關(guan)技(ji)(ji)術要(yao)求(qiu)(qiu),不得違反本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中(zhong)(zhong)的(de)(de)禁用(yong)(yong)規定(ding)。本(ben)(ben)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)還(huan)規定(ding)了管(guan)殼(ke)(ke)(ke)式熱(re)交(jiao)換(huan)(huan)器安(an)裝和(he)使用(yong)(yong)的(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)要(yao)求(qiu)(qiu)。


 本標(biao)準不限(xian)制(zhi)實際工(gong)程設計和建造中(zhong)采用先進的技術(shu)方法(fa),但工(gong)程技術(shu)人員采用先進的技術(shu)方法(fa)時應(ying)能做(zuo)出可(ke)靠的判斷。


 本(ben)標準既不(bu)要(yao)求(qiu)也不(bu)禁止設計(ji)人(ren)員使用(yong)(yong)計(ji)算機程序實現熱交換器的分析或設計(ji),但采(cai)用(yong)(yong)計(ji)算機程序進行分析或設計(ji)時,除(chu)應(ying)滿足本(ben)標準要(yao)求(qiu)外,還應(ying)確認(ren)∶


  a. 所采用程序(xu)中技術假(jia)定的合理性;


  b. 所采用程(cheng)序對設計內容的適(shi)應性;


  c.  所采用(yong)(yong)程序(xu)輸(shu)入參數及輸(shu)出結果用(yong)(yong)于工程設計(ji)的(de)正確性。



一、范圍


1.1 本標準規定(ding)了金屬制熱交(jiao)換器(qi)(qi)的通用要(yao)求,并(bing)規定(ding)了管殼式熱交(jiao)換器(qi)(qi)材(cai)料、設計、制造、檢(jian)驗、驗收(shou)及其安裝、使(shi)用的要(yao)求。


1.2 本標準的(de)通用要求(qiu)適用于管殼式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器及(ji)其他結構型式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器,本標準的(de)所有內(nei)容適用于管殼式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換(huan)器。


1.3  本標準適用的設計壓(ya)力


  a.  管殼(ke)式(shi)熱交換器的(de)設計壓力不大于35MPa;


  b. 其(qi)他(ta)結(jie)構型式熱(re)交(jiao)換器的設(she)計壓力按相應引用標準確定。


1.4  本標準適用(yong)的設計(ji)溫度∶


  a. 鋼材不得(de)超過(guo)GB150.2—2011列(lie)入(ru)材料的允許使用溫(wen)度范(fan)圍;


  b. 其他(ta)金屬材料(liao)按相應引(yin)用(yong)標(biao)準中列(lie)入材料(liao)的允許(xu)使用(yong)溫度(du)確定(ding)。


1.5 本標(biao)準中管殼式熱交換(huan)器適用的公(gong)稱直(zhi)徑不(bu)大(da)于4000mm,設計壓(ya)力(MPa)與公(gong)稱直(zhi)徑(mm)的乘積(ji)不(bu)大(da)于2.7×104。


1.6 超出(chu)1.5條范圍的管殼式熱交換器,可(ke)參照本標準進行建造。


1.7  本標準不適用于下列熱(re)交(jiao)換器


  a. 直接火焰加熱(re)的熱(re)交換(huan)器;


  b. 煙道式(shi)余(廢)熱鍋(guo)爐


  c. 核能裝置中存在中子輻(fu)射(she)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(leng)空調行業中另有國家標準(zhun)成行業標準(zhun)的熱交換器(qi)。


1.8 熱交換器界定范圍∶


  a.  熱交換器與(yu)外部管道連接


    ①. 焊(han)接連接的第一道(dao)環向接頭坡口端(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、手孔等的(de)承(cheng)壓封頭、平蓋及其緊固(gu)件


  c. 非受壓元件與受壓元件的(de)連接焊(han)縫(feng)


  d. 直接(jie)連(lian)接(jie)在(zai)熱(re)交換器上(shang)的非(fei)受(shou)壓元件如支(zhi)座(zuo)、墊板等(deng)e) 安裝(zhuang)在(zai)熱(re)交換器上(shang)的超壓泄放裝(zhuang)置。



二、規范性引用(yong)文(wen)件


下列(lie)文件(jian)(jian)對于本(ben)文件(jian)(jian)的(de)應用(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)(shi)必不可少的(de)。凡是(shi)(shi)(shi)注(zhu)日期(qi)(qi)的(de)引用(yong)(yong)(yong)文件(jian)(jian),僅注(zhu)日期(qi)(qi)的(de)版本(ben)適(shi)用(yong)(yong)(yong)于本(ben)文件(jian)(jian)。凡是(shi)(shi)(shi)不注(zhu)日期(qi)(qi)的(de)引用(yong)(yong)(yong)文件(jian)(jian),其最新版本(ben)(包(bao)括所(suo)有的(de)修改(gai)單)適(shi)用(yong)(yong)(yong)于本(ben)文件(jian)(jian)。


GB150.1——2011 壓力(li)容器  第1部分∶通用要(yao)求


GB150.2——2011 壓力容器(qi) 第2部分材料


GB150.3——2011  壓力(li)容器  第(di)3部分(fen)設計


GB150.4——2011 壓(ya)力容器 第(di)4部分(fen)∶制造(zao)、檢驗(yan)和(he)驗(yan)收(shou)


GB/T1527-2006 銅(tong)及銅(tong)合金(jin)拉制管


GB/T 1804 一般公(gong)差未注公(gong)差的線性和角度尺(chi)寸的公(gong)差


GB/T 2882——2013  鎳(nie)及鎳(nie)合(he)金(jin)管


GB/T 3625—2007 換熱器(qi)及冷凝器(qi)用鈦及鈦合金(jin)管


GB 5310 高壓鍋爐用無縫鋼管


GB/T 5313—2010  厚度方向性能鋼板


GB 6479  高壓化肥設備(bei)用無縫鋼管(guan)


GB/T 6893—2010 鋁及鋁合金拉(軋(ya))制無縫管(guan)


GB/T 8890-2007 熱交(jiao)換器用鋼合金無縫管


GB 9948 石油(you)裂化用無縫鋼管(guan)


GB 13296 鍋爐、熱交換(huan)器用不銹鋼無縫鋼管


GB 16749 壓力容器波形影脹節


GB/T 21832 奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼焊接鋼管


GB/T 21833 奧氏體-鐵素體塑雙相不銹鋼無縫鋼管


GB/T 24590 高效換熱器用特型(xing)管


GB/T 2453 鍋爐和熱交換器用奧(ao)氏體不(bu)銹鋼焊接鋼管


GB/T 26283—2010  鋯(gao)及鋯(gao)合金無(wu)縫(feng)管材


GB/T 26929 壓(ya)力容器(qi)術語


GB/T 28713(新(xin)有部(bu)分) 管殼式熱交換器用強化傳熱元件


GB/T 29463(新(xin)有(you)部分)管殼式熱交換(huan)器用生片


GB/T 29465 浮頭式熱交換器(qi)用外頭蓋側法蘭


NB/T 47002(所有部分)起力容(rong)器用爆炸焊接復合板


NB/T 47003 (JB/T 4735.1)鋼制焊接(jie)常壓容器


NB/T 47004 (JB/T 4752)板式熱交(jiao)換器(qi)


NB/T 47006(B/T/4757)鋁制板翅式熱(re)交換器


NB/T 47007(JB/T4758)空(kong)冷式熱交換(huan)器


NB/T 47011 鋯制(zhi)壓力(li)容器


NB/T47013.100JB/T430.10)承(cheng)壓設(she)備無損檢測(ce)  第10部分∶銜接時差法超(chao)聲檢測(ce)


NB/T 47014(JB/T 4708)承壓設備焊接工藝(yi)評(ping)定(ding)


NB/T 47019(所有部分)鍋爐、熱交(jiao)換器用(yong)管訂貨技術條件(jian)


NB/T 47020 (JB/T4700)壓(ya)力容器法蘭分類與技術條件


NB/T 47021(JB/T 4701) 甲型(xing)平(ping)焊法蘭


NB/T 47022(JB/T 4702)乙型平焊(han)法蘭


NB/T 47023(JB/T 4703)長頸對焊法(fa)蘭(lan)


NB/T 47024(JB/T4704)非金(jin)屬軟(ruan)墊片


NB/T 47025(JB/T 4705)纏(chan)繞(rao)墊片


NB/T 47026(JB/T 4706)金屬包墊片


NB/T 47027(JB/T4707)壓力容器法蘭用緊固件


NB/T 47041——2014(JB/T 4710)塔(ta)式容器


JB/T 4711  壓力容(rong)器涂敷與運(yun)輸包裝


JB/T4712.1  容器支座  第1部分∶鞍式支座


JB/T 4712.3  容器支座  第3部分∶耳式支座


JB/T4730(所有部分)承壓設備無損檢測


JB4732—1995  鋼制壓力容(rong)器————分析設計標準(2005年(nian)確認(ren))


JB/T4734  鋁制(zhi)焊接(jie)容器


JB/T4745  鈦制焊接容器


JB/T4751  螺旋板式換熱器(qi)


JB/T4755 銅制壓力(li)容器


JB/T 4756  鎳及鎳合(he)金(jin)制(zhi)壓力容器


HG/T 20592 鋼制(zhi)管法蘭(PN系列)


HG/T 20615 鋼(gang)制管法(fa)蘭(Class系(xi)列)


TSGR 0004-2009固定式壓(ya)力容器安全技術監(jian)察規程



三、術語和定(ding)義


GB150.1-2011 GB/T 26929 界定(ding)的以及(ji)下列術語和定(ding)義適用于本文件(jian)


3.1  公稱直徑  nominal diameter  DN


 a.  卷制(zhi)、鏡制(zhi)圓(yuan)筒,以內徑(mm)作為(wei)管(guan)殼式(shi)熱(re)交換(huan)器(qi)的公稱直徑


 b. 管材制圓筒,以外(wai)徑(mm)作為管殼(ke)式熱交(jiao)換(huan)器(qi)的公稱(cheng)直


  c.  釜式重(zhong)沸器(qi),以(yi)管箱內(或外)徑(mm)作為釜式重(zhong)沸器(qi)的公稱直(zhi)徑


3.2  換熱面積heat transfer arca   A


 a. 計(ji)算魏熱(re)面(mian)積,以換(huan)熱(re)管外徑為(wei)基準,扣除不參與換(huan)熱(re)的(de)(de)換(huan)熱(re)管長度后,計(ji)算得到(dao)的(de)(de)外表面(mian)積,m2


 b. 公稱換(huan)熱而積,圓整(zheng)為整(zheng)數后的計算換(huan)熱面積,m2。


3.3  公稱長度(du)  nominal length  LN


 以換(huan)熱(re)管(guan)(guan)的(de)長(chang)度(du)(m)作(zuo)為(wei)管(guan)(guan)殼式熱(re)交換(huan)器的(de)公稱長(chang)度(du)。換(huan)熱(re)管(guan)(guan)為(wei)直(zhi)管(guan)(guan)時,取直(zhi)管(guan)(guan)長(chang)度(du);換(huan)熱(re)管(guan)(guan)為(wei)U形管(guan)(guan)時,取U形管(guan)(guan)直(zhi)管(guan)(guan)段的(de)長(chang)度(du)。


3.4 管程和殼程  tubeside & shellside


   a. 管程——介質流經換熱管內的通道(dao)及與(yu)其(qi)相貫通部(bu)分。


   b. 殼程————介(jie)質(zhi)流經換(huan)熱管外的通道及與其相貫通部分(fen)。


   c. 管程數Nt———介質(zhi)沿換熱(re)管長度方向往、返的次數。


   d. 殼程(cheng)數Ns————介質(zhi)在殼程(cheng)內沿換熱管長(chang)度方向往、返(fan)的次數。


3.5 Ⅰ級管束 grade I bundle


  換熱管(guan)(guan)外徑(jing)的(de)允許偏差符(fu)合表6-6、管(guan)(guan)板(ban)管(guan)(guan)孔直(zhi)徑(jing)及允許偏差符(fu)合表6-10、折流板(ban)和支持(chi)板(ban)管(guan)(guan)孔直(zhi)徑(jing)及允許偏差符(fu)合表6-22的(de)鋼制管(guan)(guan)束。


3.6  Ⅱ級管束  grade Ⅱ bundle


  換熱管外徑的(de)允許(xu)偏(pian)差符合(he)表6-7、管板管孔直徑及允許(xu)偏(pian)差符合(he)表6-11、折流(liu)板和支持(chi)板管孔直徑及允許(xu)偏(pian)差符合(he)表6-23的(de)鋼制管束。


3.7 強(qiang)度脹(zhang)接 strength expansion


  換熱(re)管與管板的賬接(jie)(jie)連接(jie)(jie)強(qiang)度滿足(zu)換熱(re)管軸向(拉或壓)機械和(he)溫(wen)差載荷(he)設計要求并保證密(mi)封(feng)性能的脹接(jie)(jie)。


3.8  貼脹 light expansion


  為消(xiao)除換熱管與管板管孔之間(jian)縫隙的(de)輕度脹(zhang)接。


3.9 強(qiang)度(du)焊接  strength weld


 換(huan)熱管與管板的焊接(jie)連接(jie)強(qiang)度(du)滿(man)足換(huan)熱管軸向(xiang)(拉(la)或(huo)壓(ya))機械和溫差載(zai)荷設計要求并保證密封(feng)性能(neng)的焊接(jie)。


3.10  密封焊接 seal weld


  僅保證換熱管與管板連(lian)接(jie)不(bu)泄漏的焊接(jie)。


3.11 內孔焊  tabes welded to backside of tubesheet


  換熱(re)管與(yu)管板之(zhi)間在殼程側(ce)以對(dui)接焊(han)縫形成對(dui)接接頭或鎖底接頭的焊(han)接。



四、通用要求


4.1  通則


 4.1.1  熱交換器(qi)應(ying)符(fu)合本標準的通用(yong)要求,并應(ying)遵守國家頒布的有關法律、法規和安全技術規范。本標準的符(fu)合性聲明見附(fu)錄A。


 4.1.2 管殼式熱交(jiao)(jiao)換(huan)器應符合本(ben)標(biao)準(zhun)的要求(qiu),其他(ta)結構型式熱交(jiao)(jiao)換(huan)器隙應符合本(ben)標(biao)準(zhun)通用要求(qiu)外,還應符合下(xia)列相應標(biao)準(zhun)的要求(qiu)


    a. JB/T 4751《螺旋(xuan)板式(shi)換熱器》


    b. NB/T47004(JB/T4752)《板式熱交換器》


    c. NB/T47006(JB/T4757)《鋁制板翅式熱(re)交換(huan)器》;


    d.  NB/T 47007(JB/T 4758)《空冷式熱交(jiao)換器》。


 4.1.3 采用鋁(lv)、鈦(tai)、銅(tong)、鎳和鋯等其(qi)他金屬制管殼式熱交(jiao)換器或受壓元件(jian)除應符合(he)本標準(zhun)要求外,還(huan)應符合(he)下(xia)列相應標準(zhun)的要求


    a. JB/T 4734《鋁制焊(han)接容器》;


    b.  JB/T 47454鈦制焊接容器》;


    c. JB/T 4755《銅制壓力容器》


    d. JB/T 4756《鎳及鎳合(he)金制壓力容器(qi)》


    e. NB/T47011《鋯制壓力容(rong)器》。


 4.1.4 熱交換器的設計、制造單位應(ying)建立(li)健(jian)全(quan)的質量(liang)管理體系并有效運行。


 4.1.5 TSGR0004—2009管轄范圍內的(de)熱交換器,其設計、制造、安(an)裝(zhuang)和(he)使(shi)用虛(xu)接受特種設備安(an)全監(jian)(jian)察(cha)機(ji)構的(de)監(jian)(jian)察(cha)。


 4.1.6 對不能按照GB150.3—2011、本標(biao)準(zhun)及(ji)相應引用標(biao)準(zhun)進行(xing)設(she)計(ji)計(ji)算的熱交(jiao)換器或受壓(ya)元件,可按GB150.1—2011中4,1.6規(gui)定的方法進行(xing)設(she)計(ji)。


 4.1.7 設計壓(ya)力低(di)于0.1 MPs及真空度低(di)于0.02 MPa的熱交換(huan)器或(huo)受壓(ya)元件,可按NB/T 47003.1 (JB/T4735.1)及本(ben)標準的有關規(gui)定(ding)進行設計。


4.2  資格與職責


 4.2.1  資(zi)格


  TSG R0004—2009管轄范圍內的熱交換器,其設計(ji)、制造單(dan)位應(ying)持有相應(ying)的特種設備許可(ke)證。


4.2.2  職責


 4.2.2.1  用戶或設計委托(tuo)方的(de)職責


 熱交換器的(de)用(yong)戶或設(she)(she)計委(wei)托方應(ying)以(yi)正式書畫形式向設(she)(she)計單(dan)位提出設(she)(she)計條(tiao)件(UDS—User'sDesign Specification),且至少應(ying)包含以(yi)下內容


   a. 設計(ji)所依據的主要(yao)標準和規范;


   b. 操(cao)作參數(包括工作壓力、工作溫度(du)(du)范圍、液位高度(du)(du)、接管載荷以及循環(huan)載荷等);


   c. 使用地及其(qi)自然條件(包(bao)括(kuo)環(huan)境溫度、抗震設防烈度、風載荷(he)和雪載荷(he)等);


   d. 介(jie)質組分(fen)與(yu)特性(xing)


   e. 預期使用年限


   f. 幾何參數和管口方位


   g. 鋼制管(guan)束(shu)等級


   h. 設計需要的其(qi)他必要條件。


4.2.2.2  設計單位(wei)的職(zhi)責


  熱交換器的設計(ji)單(dan)位至(zhi)少應(ying)包(bao)含以下(xia)職責∶


   a.  應對設計文件的正確性和完(wan)整性負責;


   b.  熱交換(huan)器(qi)的(de)設(she)計(ji)文件(jian)至少應(ying)包括強(qiang)度計(ji)算書、設(she)計(ji)圖(tu)樣、制造技術(shu)條件(jian)、風險評估報告(相關(guan)法規或設(she)計(ji)委(wei)托(tuo)方要求時),必要時還應(ying)包括安裝與使用維修說(shuo)明;


   c.  TSGR0004—2009管(guan)轄范(fan)圍內(nei)熱交(jiao)換器的設(she)計(ji)總(zong)圖應蓋有特(te)種設(she)備設(she)計(ji)許可(ke)印章(zhang);


   d.  應在設(she)計(ji)使用年限(xian)內保存(cun)管殼(ke)式熱交換器的(de)全部設(she)計(ji)文件,其他結(jie)構(gou)型式的(de)熱交換器設(she)計(ji)文件的(de)保存(cun)要求按相應標(biao)準執行。


4.2.2.3  制(zhi)造(zao)單位的職責


熱交(jiao)換器的制造(zao)單位至(zhi)少應(ying)包含以(yi)下職責∶


   a. 制造(zao)(zao)單位(wei)(wei)應按照設計(ji)文件要求進行(xing)制造(zao)(zao),如需要對原設計(ji)進行(xing)修(xiu)改,應取得原設計(ji)單位(wei)(wei)同意修(xiu)改的(de)書面文件,并且對改動部位(wei)(wei)作出詳細記載;


   b. 制造(zao)(zao)單位在熱交換(huan)器制造(zao)(zao)前應制定完善的質量計(ji)劃,其內(nei)容至少(shao)應包括熱交換(huan)器或(huo)元(yuan)件的制造(zao)(zao)工藝(yi)控(kong)制點、檢驗項目和合格指標;


   c.  制造單位的檢查部門在熱交換器制造過程中和完工(gong)后,應按標(biao)準、圖樣和質量計劃的規定對熱交換器進行各(ge)項檢驗(yan)和試驗(yan),出具相應報告,并對報告的正確性(xing)和完整性(xing)負(fu)責;


   d.  制造單(dan)位在檢驗(yan)合格后,應出具產品質量合格證(zheng);


   e.  制造單(dan)位對(dui)其(qi)制造的每(mei)臺(tai)管殼式熱交換器產品應在設計使用年限(xian)內至少保存下列(lie)技術文件(jian)∶


     ①. 質量計劃


     ②. 制(zhi)造工藝(yi)圖或制(zhi)造工藝(yi)卡


     ③. 產品質量證(zheng)明文(wen)件;


     ④. 焊接工藝和熱處(chu)理工藝文件


     ⑤. 標準中(zhong)允許制造單位選(xuan)擇的(de)檢驗、試驗項目(mu)記錄;


     ⑥. 制造(zao)過程中及完工后的檢(jian)查、檢(jian)驗、試驗記錄;


     ⑦. 原設(she)計圖和竣(jun)工圖


f. 其他(ta)結構型(xing)式的熱交(jiao)換器制造技術文件的保存要(yao)求應按(an)相應標(biao)準(zhun)執(zhi)行。


4.3  工藝計(ji)算


 4.3.1  設計條件


 4.3.1.1 熱交換器的用戶或設計(ji)(ji)委托方應以(yi)正(zheng)武書畫形式向設計(ji)(ji)單位提出工藝設計(ji)(ji)條件,且至少應包含以(yi)下內容(rong)


   a. 操作數據,包(bao)括流(liu)量、氣相分率(lv)、溫度、壓(ya)力(li)、熱負荷等


   b. 物性(xing)數(shu)據,包括(kuo)介質(zhi)密度、比(bi)熱、黏度、導熱系(xi)數(shu)或介質(zhi)組成等。


   c. 允(yun)許阻力降;


   d.  其他,包括操作(zuo)彈性(xing)、工(gong)況、安(an)裝要求(幾何參數、管口方位(wei))等。


 4.3.1.2 管殼式短交換器的數據表參(can)見附(fu)錄B表B.1。


4.3.2  選型與計算


 4.3.2.1 熱交換器的選型(xing)應(ying)考慮下列因素


   a. 合理選擇熱(re)(re)交換器型(xing)式及基本參數,滿足傳熱(re)(re)、安全(quan)可(ke)靠性及能效要求


   b. 考慮經濟性,合理選材(cai)


   c. 滿足熱交(jiao)換器安裝,操作、維修等要求,


4.3.2.2 熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)工(gong)藝計(ji)算(suan)時(shi)(shi)應(ying)(ying)進(jin)行(xing)優化,提高換熱(re)(re)效率,滿足工(gong)藝設計(ji)條件變(bian)求(qiu)。管殼(ke)(ke)式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)無相變(bian)傳(chuan)熱(re)(re)計(ji)算(suan)參(can)見(jian)(jian)附(fu)錄(lu)B。需要時(shi)(shi)管殼(ke)(ke)式熱(re)(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)還應(ying)(ying)考(kao)慮流體(ti)誘發振動,計(ji)算(suan)參(can)見(jian)(jian)附(fu)錄(lu)C。常見(jian)(jian)流體(ti)的物理性質散據線見(jian)(jian)附(fu)錄(lu)D.污垢熱(re)(re)阻參(can)見(jian)(jian)附(fu)錄(lu)E,金屬導熱(re)(re)系數參(can)見(jian)(jian)附(fu)錄(lu)F 。


4.4  設計一般規定


 4.4.1  載荷


 4.4.1.1  設計(ji)時(shi)應(ying)考(kao)慮以下載荷∶


   a. 內壓(ya)、外壓(ya)或(huo)最(zui)大壓(ya)差


   b. 膨脹量不同(tong)引起的作用力(li)


   c. 液(ye)柱靜壓(ya)力,當液(ye)柱靜壓(ya)力小于設計(ji)壓(ya)力的5%時,可忽略(lve)不計(ji)。


4.4.1.2 需要時,還(huan)應考慮下列載荷


   a. 熱交換器(qi)自重及正常工(gong)作條件下(xia)或耐(nai)壓試驗狀(zhuang)態(tai)下(xia)內裝介(jie)質的重力載荷


   b. 附屬設備及隔熱材(cai)料(liao)、襯里(li)、管道、扶梯、平臺等的重力(li)載荷(he);


   c.  風載(zai)(zai)荷、地震(zhen)載(zai)(zai)荷、雪載(zai)(zai)荷


   d. 支(zhi)座及(ji)其他(ta)型式支(zhi)承件的反作用力


   e. 連(lian)接管道和其他部件的作用力


   f. 溫度(du)梯度(du)引起的作用力(li)


   g. 沖擊(ji)(ji)載荷,包括壓力急劇波(bo)動引起的沖擊(ji)(ji)載荷、流體(ti)沖擊(ji)(ji)引起的反力等;


   h. 運輸(shu)或吊裝時的作用力。


4.4.2  設(she)計壓(ya)力(li)或計算壓(ya)力(li)


 設(she)計壓(ya)力(li)(li)或(huo)計算(suan)壓(ya)力(li)(li)的確(que)定應符(fu)合以下規定∶


   a. 熱交換器(qi)上裝(zhuang)有超壓泄放裝(zhuang)置時,應按(an)GB150.1—2011附錄B的規(gui)定(ding)確定(ding)設計壓力;


   b. 熱交換器(qi)各(ge)程(壓(ya)(ya)力(li)室)的設(she)計壓(ya)(ya)力(li)應(ying)按各(ge)自最苛刻的工作工況分別確(que)定;


   c. 如(ru)熱交換器存(cun)在負壓(ya)(ya)(ya)操作,確定(ding)元件計算壓(ya)(ya)(ya)力(li)時應考慮在正常工作情況下可能出現的最大壓(ya)(ya)(ya)力(li)差(cha);


   d. 真空(kong)側的設(she)計壓力(li)按承(cheng)受外(wai)壓考慮(lv);當裝(zhuang)有安全(quan)控制裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(如(ru)真空(kong)鑿放閥)時(shi),設(she)計壓力(li)取(qu)1.25倍的最大內外(wai)壓力(li)差(cha),或0.1 MPa兩(liang)者中的較低值;當無安全(quan)控制裝(zhuang)置(zhi)(zhi)時(shi),取(qu)0.1 MPa。


   e. 對于同時受各(ge)(ge)程(壓(ya)(ya)力室(shi))壓(ya)(ya)力作用的(de)元件,且在(zai)(zai)全壽(shou)命期內均能保(bao)證(zheng)不超過設(she)(she)定(ding)壓(ya)(ya)差時,才可(ke)以技壓(ya)(ya)差設(she)(she)計(ji),否則應分別按各(ge)(ge)程(壓(ya)(ya)力室(shi))設(she)(she)計(ji)壓(ya)(ya)力確定(ding)計(ji)算壓(ya)(ya)力,并(bing)應考慮可(ke)能存(cun)在(zai)(zai)的(de)最苛刻的(de)壓(ya)(ya)力組合;按壓(ya)(ya)差設(she)(she)計(ji)時,壓(ya)(ya)差的(de)取值還應考慮在(zai)(zai)壓(ya)(ya)力試驗(yan)過程中(zhong)可(ke)能出(chu)(chu)現的(de)最大壓(ya)(ya)差值,并(bing)應在(zai)(zai)設(she)(she)計(ji)文件中(zhong)明確設(she)(she)計(ji)壓(ya)(ya)差,同時應提出(chu)(chu)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)力試驗(yan)過程中(zhong)保(bao)證(zheng)壓(ya)(ya)差的(de)要求。


4.4.3 設計(ji)溫度


 設計溫度的確定(ding)應符合以下規(gui)定(ding)∶


   a.  熱交(jiao)換(huan)器的(de)(de)(de)各(ge)(ge)強度(du)(du)壓(ya)力室)股計(ji)溫(wen)度(du)(du)應按各(ge)(ge)自最苛(ke)刻的(de)(de)(de)工作工況分(fen)(fen)解確定(ding);各(ge)(ge)部(bu)分(fen)(fen)在工作狀態(tai)下的(de)(de)(de)金屬(shu)溫(wen)度(du)(du)不同時,可(ke)分(fen)(fen)別(bie)設(she)定(ding)設(she)計(ji)溫(wen)度(du)(du);殼程設(she)計(ji)溫(wen)度(du)(du)、管程設(she)計(ji)溫(wen)度(du)(du)分(fen)(fen)別(bie)為殼程殼體、管箱殼體的(de)(de)(de)設(she)計(ji)溫(wen)度(du)(du)


   b.  設(she)計(ji)溫(wen)度不夠低于(yu)元(yuan)件(jian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在工作狀態可能(neng)達(da)到的(de)最(zui)高(gao)溫(wen)度;對于(yu)0℃以下的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)溫(wen)度,設(she)計(ji)溫(wen)度不得高(gao)于(yu)元(yuan)件(jian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)可能(neng)達(da)到的(de)最(zui)低溫(wen)度;在任何情況下,元(yuan)件(jian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)表(biao)面溫(wen)度不得超(chao)過材料的(de)允許使用溫(wen)度


   c. 對于同時受兩(liang)側介質溫度作用的元(yuan)件應按(an)其(qi)金(jin)屬溫度確定設計溫度。


   d. 元件的金屬溫度通(tong)過以下方法確定


     ①. 傳熱計算求得。


     ②. 在已使用的同類熱(re)交換器上(shang)測定。


     ③. 根據介(jie)質溫度并結(jie)合外部條件(jian)確定(ding)。


4.4.4  工況組合(he)


  對有不(bu)同工(gong)作工(gong)況(kuang)的(de)熱(re)交換(huan)器,應按最苛(ke)刻的(de)工(gong)況(kuang)設(she)計;必要時還應考慮(lv)不(bu)同工(gong)況(kuang)的(de)組合,并(bing)在圖樣或(huo)相應技(ji)術文件中(zhong)流明各工(gong)況(kuang)操作條件和設(she)計條件下的(de)壓力(li)和溫(wen)度值(zhi)。


 4.4.5  厚(hou)度附加量(liang)


 4.4.5.1  厚度附加量按寒(4-1)確定(ding)


   C=C1+C2 ……………………………(4-1)


   式(shi)中(zhong)


   C————厚(hou)度(du)附加量,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 板材或管材的厚度(du)負偏差應符合相應材料標(biao)準的規定。


 4.4.5.3  為(wei)防止熱交換器元件由于(yu)腐蝕、機械磨損而導(dao)致厚度削(xue)弱減薄,應考慮腐蝕裕(yu)量∶


   a. 對(dui)有均勻腐蝕或磨損的(de)(de)元件,應根據預期(qi)的(de)(de)設(she)計使用年限和介質對(dui)金屬材料的(de)(de)腐蝕速率(lv)(lv)(及磨蝕速率(lv)(lv))確定腐蝕裕量


   b.  各元(yuan)件受(shou)到的腐蝕(shi)程度不同(tong)時,可采(cai)用不同(tong)的腐蝕(shi)裕量;


   c. 介(jie)質為壓縮(suo)空(kong)氣(qi)、水(shui)蒸氣(qi)或水(shui)的(de)碳素銅或低合金銅制(zhi)熱交換(huan)器(qi),腐蝕裕(yu)量不(bu)小于1mm。


 4.4.5.4  管殼式熱(re)交換器(qi)元件腐蝕裕量(liang)的考慮(lv)原則∶


   a. 管板、浮頭法蘭和球冠(guan)形封(feng)頭的兩面均(jun)應考慮腐蝕裕量(liang)


   b. 管箱(xiang)平蓋、凸形封(feng)頭、管箱(xiang)和殼體(ti)內(nei)表(biao)面應(ying)考慮腐蝕裕量;


   c.  管板和管箱平(ping)蓋上(shang)開槽(cao)時(shi),可將高(gao)出隔(ge)板槽(cao)底面的(de)金屬作(zuo)為(wei)腐蝕(shi)裕量,但當(dang)腐蝕(shi)裕量大于精深時(shi),還應加上(shang)兩者的(de)差(cha)值。


   d. 設(she)備法蘭(lan)和(he)管法蘭(lan)的內徑(jing)面應(ying)考慮腐(fu)蝕裕(yu)量


   e.  換熱(re)管、鉤圈、浮(fu)頭螺栓(shuan)和(he)縱向隔(ge)板一般不考慮(lv)腐蝕裕量


   f. 分程(cheng)隔板的兩面均(jun)應考慮腐蝕裕量


   g. 拉桿、定(ding)距管、折流板和(he)支(zhi)持(chi)板等非受壓元件,一般不考慮腐蝕(shi)裕量。


 4.4.5.5  其他(ta)結構型式(shi)的熱(re)交換器以(yi)及鋁(lv)、鈦、銅、鎳和(he)鋯(gao)等其他(ta)金屬制熱(re)交換器的腐蝕裕量(liang)按相應引用標準(zhun)的規定確定。


4.5  許用應(ying)力


 4.5.1  材料應按GB150.1——2011表(biao)1、表(biao)2的(de)規定確定許用應力。


 4.5.2  受壓元件用鋼材的許用應力(li)值應按GB150.2—2011選(xuan)取,鋁(lv)、鈦、銅、鎳和(he)鋯等其他金(jin)屬的許用應力(li)值應按相應引(yin)用標準(zhun)選(xuan)取。


 4.5.3 復合銅板的許(xu)用應力應按(an)GB 150.1—2011中4.4.3確定。


 4.5.4  圓(yuan)筒(tong)許用軸(zhou)向壓縮應力應按GB1 50.1—2011中4.4.5和相關標準的規定確(que)定。


 4.5.5  需(xu)要考(kao)慮地震載荷(he)或風載荷(he)與4.4.1中其他載荷(he)相組合(he)時,元件(jian)的設計應(ying)力應(ying)符合(he)GB150.1—2011中4.4.4 和相關(guan)標準的規定(ding)。


4.6 焊(han)(han)接接頭分(fen)類與焊(han)(han)接接頭系數


 4.6.1  管殼式熱交換器(qi)受(shou)壓元件之間的焊接(jie)接(jie)頭分為(wei)A、B、C、D四類(lei),非受(shou)壓元件與受(shou)壓元件的焊接(jie)接(jie)頭為(wei)E類(lei),如圖4-1所示。其(qi)他結構(gou)型式熱交換器(qi)的焊接(jie)接(jie)頭按(an)相應標(biao)準規定。


 4.6.2 焊(han)接(jie)接(jie)頭系數φ應(ying)根據對接(jie)接(jie)頭的焊(han)縫形式及(ji)無(wu)損(sun)檢測的長度比例確定(ding)。


 4.6.3  鋼制管殼式熱交換器(qi)焊接(jie)接(jie)頭系(xi)數按表4-1選取。


4.6.4 對于無(wu)法(fa)進行無(wu)損檢測(ce)的(de)固(gu)定(ding)管(guan)板式熱交換器(qi)殼程圓筒的(de)環向焊接(jie)接(jie)頭,應采用氬弧焊打底或沿焊縫根部全長有(you)緊貼基本金屬的(de)墊板,其焊接(jie)接(jie)頭系數(shu)φ=0.6。


 4.6.5 對于換熱管與(yu)管板(ban)連接(jie)的內(nei)孔焊(han),進行(xing)(xing)100%射線檢(jian)測(ce)時(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)系(xi)數φ=1.0,局部射線檢(jian)測(ce)時(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)系(xi)數φ-0.85,不進行(xing)(xing)射線檢(jian)測(ce)時(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)系(xi)數φ=0.6.


 4.6.6  鋁、鈦、銅、鎳和鋯等其他金屬的(de)焊接(jie)接(jie)頭系(xi)數(shu)按相應(ying)引用標準的(de)規定。


4.7  耐(nai)壓試驗


 4.7.1 管殼式熱(re)交換(huan)器(qi)耐(nai)壓(ya)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)要(yao)(yao)求和(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)壓(ya)力應(ying)符合(he)GB150.1—2011中4.6的(de)要(yao)(yao)求,其他結構型式熱(re)交換(huan)器(qi)耐(nai)壓(ya)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)要(yao)(yao)求和(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)壓(ya)力應(ying)符合(he)相關(guan)標準的(de)要(yao)(yao)求。


 4.7.2 耐壓試驗的種類和(he)要求應在(zai)圖樣(yang)上注(zhu)明。


 4.7.3  按壓差(cha)設計的(de)熱交換器,應在圖樣上(shang)提出(chu)壓力(li)試驗(yan)時升(sheng)、降壓的(de)具(ju)體(ti)要求。


 4.7.4 對(dui)于管(guan)程設計(ji)壓力高于殼(ke)程設計(ji)壓力的管(guan)殼(ke)式熱交換(huan)器,應(ying)在圖樣上提出(chu)管(guan)頭(tou)的試驗方法和壓力。


4.8  泄漏試驗


 4.8.1  泄漏(lou)試驗應符合GB150.1——2011中(zhong)4.7的(de)要求。


 4.8.2 泄漏試驗(yan)的種類和要求應在圖樣上注(zhu)明(ming)。



五(wu)、材(cai)料


5.1  總(zong)則


 5.1.1 管殼式熱交換器鋼制受(shou)壓元件的(de)鋼號及其標準、附加(jia)技術要(yao)求、限定(ding)范(fan)圍(wei)(壓力和溫度等)及許用應力應符(fu)合GB150.2—2011及其附錄A、附錄D的(de)規(gui)定(ding),高溫性能(neng)參考值參見GB150.2—2011 附錄B。


5.1.2  管(guan)殼(ke)式熱交換器受壓元件用(yong)鋼(gang)、鈦(tai)、銅、鎳和鋯等其他金屬材料,其技術要求、限定(ding)(ding)范圍(牌號、壓力和溫(wen)度等)及許用(yong)應力,虛(xu)符合TSGR0004——2009及本標(biao)準引用(yong)標(biao)準的(de)規定(ding)(ding)。


5.2  圓筒及封頭


 用于制造管殼式熱交(jiao)換(huan)器圓(yuan)筒或(huo)封頭的(de)材(cai)料應符合GB150.1—2011引(yin)用標準和GB150.2—2011 的(de)有(you)關規定。


5.3  管板(ban)、管箱平(ping)蓋、法(fa)蘭


 5.3.1  鍛件


   用于制造(zao)管板、管箱平蓋、法蘭的(de)鋼鍛(duan)件應符合GB150,2—2011第6章的(de)規定,鍛(duan)件級(ji)別不(bu)得低于Ⅱ級(ji)。


5.3.2  板材(cai)


  5.3.2.1  用(yong)于制造管(guan)板、管(guan)箱平(ping)蓋(gai)、設備(bei)法蘭的(de)板材應符(fu)合(he)GB150.1—2011引用(yong)標準和(he)(he)GB150.2—2011 的(de)有關規(gui)定。帶凸肩的(de)管(guan)板、內孔(kong)焊管(guan)板和(he)(he)管(guan)箱平(ping)蓋(gai)(GB150.3—2011表5-10中序號(hao)11~14的(de)平(ping)蓋(gai))采用(yong)軋制板材直(zhi)接加工制造時,碳素銅(tong)、低(di)合(he)金鋼厚度方向(xiang)性(xing)能級別(bie)不應低(di)于GB/T5313—2010中的(de)Z35級,并(bing)在設計文件上提出附加檢(jian)驗要求。


  5.3.2.2 復合(he)管板(ban)可采(cai)用(yong)堆焊或爆炸(zha)焊接復合(he)板(ban)。當采(cai)用(yong)爆炸(zha)焊接復合(he)板(ban)時(shi),應符合(he)NB/T47002.1~47002.4中B1級的要求;當換(huan)熱管受(shou)軸(zhou)向壓應力時(shi),宜(yi)采(cai)用(yong)堆焊復合(he)管板(ban)。


5.3.3  襯層(ceng)


 5.3.3.1  管箱(xiang)平蓋(gai)、法蘭可采(cai)用(松式)襯層(襯板、襯環)復合結(jie)構。


 5.3.3.2  襯層(ceng)復合結構(gou)不得使用于下(xia)列場合∶


   a. 設計(ji)溫度高于300℃;


   b.  工(gong)(gong)作過程中,存(cun)在真空工(gong)(gong)況


   c. 介質毒性(xing)程度為極度或高度危害。


5.4  換(huan)熱管


 5.4.1  鋼制換熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)應(ying)符合GB150.2—2011和本標(biao)(biao)準(zhun)第4章引用標(biao)(biao)準(zhun)的(de)規定,常(chang)用換熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)特(te)性(xing)參(can)見附錄G,常(chang)用換熱(re)(re)管(guan)(guan)(guan)牌號及(ji)要求見下(xia)列管(guan)(guan)(guan)材標(biao)(biao)準(zhun)。


   a.  GB/T 1527《鋼及(ji)銅合金(jin)拉(la)制(zhi)管》


   b.  GB/T 2882《鎳(nie)及(ji)鎳(nie)合(he)金管》


   c. GB/T 36250換熱器(qi)及(ji)冷(leng)凝器(qi)用(yong)鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合金管)


   d. GB 50100高壓鍋(guo)爐用(yong)無縫鋼管


   e.  GB6430高壓化肥設備用無(wu)縫(feng)鋼管


   f. GB/T 6893《鋁及鋁合(he)金拉(la)(軋)制無縫管》


   g. GB/T8890熱交換器(qi)用(yong)銅(tong)合金無縫管》;


   h. GB9948(石油(you)裂(lie)化用(yong)無縫鋼(gang)管》


   i. GB13296《鍋(guo)爐(lu)、熱交換(huan)器用不銹鋼(gang)無縫鋼(gang)管》;


   j. GB/T 21832《奧氏體-鐵素體型雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)鋼(gang)管(guan)》


   k. GB/T21833《奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)》;


   i. GB/T 24593《銅(tong)爐和熱交換器用奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊接鋼(gang)管》;


   m. GB/T26283《鋯(gao)及(ji)鋯(gao)合金(jin)無縫管材》;


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


 5.4.2  允許采用符合下列標(biao)準(zhun)的強(qiang)化(hua)傳熱管(guan),其(qi)使用范圍和基管(guan)材料還應(ying)符合GB150.2—2011及相關(guan)標(biao)準(zhun)的規定


   a.  GB/T 24590《高效換熱器(qi)用特型管》;


   b. GB/T 28713.1《管(guan)(guan)殼(ke)式熱交換(huan)器用強(qiang)化傳(chuan)熱元件 第1部分∶螺紋管(guan)(guan)》;


   c. GB/T 28713.2《管(guan)殼式熱交換器用強化傳(chuan)熱元件  第2部分(fen)∶不銹鋼波紋管(guan)》;


   d.  GB/T 28713.3《管(guan)殼式熱交換器用(yong)強化傳熱元件  第3部分∶波節(jie)管(guan)》。


 5.4.3 GB/T 24593.GB/T 21832中的焊(han)接銅管用(yong)作(zuo)換(huan)熱管時,還應符合GB150.2—2011中5.2的有關規定。


 5.4.4  鋯及鋯合金無縫管(guan)用作(zuo)換熱管(guan)時(shi),應(ying)符合GB/T26283—2010中一般工業熱交換器(qi)用管(guan)材的規定。


 5.4.5 超出5.4.1引用(yong)標(biao)準(zhun)中換(huan)熱管(guan)的(de)(de)(de)材料時,應符合TSG R0004—2009中2.10的(de)(de)(de)規(gui)定(ding),且應符合NB/T47019.1~47019.8的(de)(de)(de)要求。


 5.5 螺(luo)(luo)柱(含螺(luo)(luo)栓)和螺(luo)(luo)母用鋼(gang)棒


  5.5.1  螺(luo)柱(含螺(luo)栓)和螺(luo)母用銅棒(bang)的標準、銅號、使用狀態、許(xu)用應力及(ji)力學(xue)性能試(shi)驗等,均應符合GB150.2—2011第7章的規定。


  5.5.2 管殼式熱交(jiao)換(huan)器設備法(fa)蘭的緊固件可(ke)按NB/T470270B/T4707)選用(yong)。






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