壓力容器設(shè)計鋼制管殼式換熱器知識問答題

1、壓力容器設(shè)計鋼制管殼式換熱器知識問答題4 1范區(qū)GB151適用的換熱器型式及參數(shù)范圍是什么？答：GDI51 89: 1。適用于固定管板式、浮頭式、U形管式和填料函式2. 本標(biāo)準(zhǔn)適用的換熱器參數(shù)為：公稱直徑DNC 2000mm公稱壓力PNC 35MPa公稱直徑(mm)和公稱壓力(MPa)的乘積不大于104。GBI51 1999適用范圍變化為：公稱直徑DNC 2600mm 公稱直徑(mm)和公稱壓力(MPa)的乘積不大于1.75X104。4-2GB151-89管殼式換熱器分為幾級 ？各采用什么換熱管？各適用于什么場合？GBI51-1999作何修改？答：GBl5l-89換熱器分I級、II級。I級換熱

2、器采用較高級精度冷拔管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動的場合。H級換熱器采用普通級精度冷拔管，適用冷凝、重沸傳熱和無振動的一般場合。GB151 1999中對換熱器分級改成換熱器管束分級； 即I、級管束，具體要求相同。標(biāo)準(zhǔn)中取消了關(guān)于適用場 合的建議。4-3管殼式換熱器主要組合部件名稱及分類代號是什么？答：前端管箱：A平蓋管箱B封頭管箱C-用于可拆管束與管板制成一體的管箱N與管板制成一體的固定管板管箱D-特殊高壓管箱殼體型式：E單程殼體F具有縱向隔板的雙程殼體G 分流H雙分流I U形管式換熱器J無隔板分流（或冷凝器殼體）K釜式重沸器后端結(jié)構(gòu)：L與A相似的固定管板結(jié)構(gòu)M 與B相似的固定管板結(jié)構(gòu)N 與

3、C相似的固定管板結(jié)構(gòu)P-填料函式浮頭S鉤圈式浮頭T可抽式浮頭U U形管束W-帶套環(huán)填料函式浮頭4-4 設(shè)計U形管式或浮頭式換熱器的管板時，怎樣確定管 板的設(shè)計壓力？ 管板設(shè)計壓力的確定：若能保證在任何情況下都同時作用或P s與Pt之一為負(fù)壓時，則Pd= | Ps- Pt否則取下列兩式中的較大值Pd=max(| Ps | , | Pt | )。4-5 GB151-89規(guī)定：用復(fù)合鋼板制造管殼式換熱器管板時， 對復(fù)層材料有什么要求？GB151-1999有何修改？答：GB151-89規(guī)定：用軋制復(fù)合板或爆炸復(fù)合板作 管板時，應(yīng)對復(fù)層與基層的結(jié)合情況逐張進(jìn)行超聲波檢驗， 布管區(qū)內(nèi)不開孔的部分不得有分層

4、。GBI5I 1999規(guī)定：復(fù)合板應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見43. 2. 3 條。4 6設(shè)計多管程式管殼式換熱器時，確定分程隔板位置的 原則是什么？確定分程隔板位置的原則是：1應(yīng)盡可能使各管程的換熱 管數(shù)大致相等。2.分程隔板槽形狀簡單，密封面簪度短。 4-7管殼式換熱器的換熱管與管板之間采用脹接連接應(yīng) 符合什么條件？ 答：1 .必須采用的條件：換熱管與管板不可焊。2 .適用范圍：a.設(shè)計壓力w 4Mpa;b.設(shè)計溫度w 300C.C.操作中無刷烈的振動，無過大的溫度變化及無明顯的應(yīng)力 腐蝕。3. 一般要求：a.換熱管材料的硬度值一般須低于管板的 硬度。B.有應(yīng)力腐蝕時，不應(yīng)采用管頭局部退火的方

5、式來降 低換熱管的硬度。4-8管殼式換熱器在什么情況下管板與換熱管之間的連接應(yīng)脹焊并用？答：1.密封性能要求較高的場合；2 .要求承受振動、有疲勞、交變載荷的場合；3 .采用復(fù)合管板的場合；4. 有間隙腐蝕的場合。4-9管殼式換熱器的整體管板的有效厚度如何確定？答：整體管板的有效厚度，等于管板的實際厚度減去管板 兩側(cè)的開槽深度或腐蝕裕量中的大值之和。即Se=S -（丫+丫）Se 管板有效厚度mmS管板實際厚度 mm.丫一計算數(shù)：Y=K或C2,取大值；丫一計算數(shù)：丫 =或 C2，取大值；K 管程隔板槽深，mmC2 管程管板的腐蝕裕量，mmK -殼程結(jié)構(gòu)開槽深，mmC2殼程管板的腐蝕裕量，mm4-

6、10管殼式換熱器復(fù)合管板的有效厚度如何確定？答：復(fù)層與基層完全貼合的管板， 復(fù)層可計入復(fù)合管板的有效厚度。當(dāng)復(fù)層的材料的強(qiáng)度低于基層材料時，應(yīng)以復(fù)層的當(dāng)量厚度計入復(fù)合管板的有效厚度。8 c復(fù)層當(dāng)量厚度，mm。8復(fù)層設(shè)計厚度，mma 1 設(shè)計溫度下基層材料的許用應(yīng)力，MPaa 2 設(shè)計溫度下復(fù)層材料的許用應(yīng)力，MPa4-11管殼式換熱器固定管板與 U形管式管板的受力情況有什么區(qū)別？答：管殼式換熱器固定管板主要受到以下幾個方面的力的 作用：1. 管殼程壓力對管板的直接作用力；2. 管殼之間的熱膨脹差產(chǎn)生對管板的作用力；3. 管束對管板的彈性支承反力；4. 管板兼作法蘭時法蘭螺栓產(chǎn)生的力矩。對于U形

7、管式管板僅受管、殼程壓力對管板的直接作用 力。4-12在什么情況下固定管板式換熱器的殼程筒體需設(shè)置膨 脹節(jié)？在管板的計算中按有溫差的各種工況計算出殼體軸向應(yīng) 力c C、換熱管的軸向應(yīng)力 a 1。換熱管與管板之間的拉脫力q中，有一個不能滿足強(qiáng)度（或穩(wěn)定）條件時，就需要設(shè)置膨脹節(jié)。在管板強(qiáng)度校核計算中，當(dāng)管板厚度確定之后，不設(shè)膨脹節(jié)時，有時管板強(qiáng)度不夠，設(shè)膨脹節(jié)后，管板厚度可能就滿足要求。此時，可設(shè)置膨脹節(jié)以減薄管板，但要從材料消耗、制造難易、安全及經(jīng)濟(jì)效果等綜合評估而定。4-13管殼式換熱器管板的延長部分兼作法蘭時，法蘭部分對管板有什么影響？答：當(dāng)管板兼作法蘭時，法蘭力矩不僅作用于法蘭上，還會延

8、伸作用于管板上，對管板來說，增加了一個附加力矩。因此計算管板時，除考慮殼程、管程設(shè)計壓力的“當(dāng)量壓力”及管子與殼體不同熱膨脹引起的、“當(dāng)量壓力”外，還 需要計入由于法蘭力矩引起的管板應(yīng)力。由于法蘭力矩在管板中引起的附加力矩，使管板計算趨于 復(fù)雜化，管板厚度取決于其危險組合。對延長部分兼作法蘭的管板，法蘭和管板應(yīng)分別設(shè)計， 且 法蘭厚度可以和管板厚度不同4-14在什么情況下，管殼式換熱器管程或殼程的介質(zhì)進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置防沖板？1. 管程設(shè)置防沖板的條件：當(dāng)管程采用軸向入 口接管或換熱管內(nèi)流速超過 3m/S時，應(yīng)設(shè)置防沖板， 以減少流體的不均勻分布的對換熱管端的沖蝕。2. 殼程設(shè)計防沖板的條件：1）當(dāng)

9、殼程進(jìn)口流體 的p u 2值為下列數(shù)值時應(yīng)在殼程設(shè)置防沖板：a .非腐蝕、非磨蝕性的單向流體：p u 2： 2330kg/ms 2者；b .其它液體，包括沸點下的液體：p u 2: 740kg/m-s 2者。有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及汽液混合物，應(yīng)設(shè)置防沖板流體流速，m/s。以上：p 流體密度，kg/m： u4-15在什么情況下，管殼式換熱器殼程進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒？答：同4-t4題中，殼程設(shè)置防沖板條件；當(dāng)殼程進(jìn)出口距管板較遠(yuǎn)， 流體停滯區(qū)過大時，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒，以減小流體停滯區(qū)，增加換熱管有效長度。4-16管殼式換熱器殼程進(jìn)口處的防沖板表面距殼體圓筒內(nèi)壁的距離與防沖板直徑或邊長各為多少？答

10、：防沖板表面到圓筒內(nèi)壁的距離，一般為接管外徑的4防沖板的直徑或邊長，應(yīng)大于接管外徑50mm.4-17管殼式換熱器殼程進(jìn)出口處的導(dǎo)流筒有幾種形式，其結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計中應(yīng)如何考慮？答：一般有內(nèi)導(dǎo)流筒與外導(dǎo)流筒兩種形式。a.內(nèi)導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒表面到殼體圓筒內(nèi)壁的距離一般應(yīng)大于接管外徑的1/3,導(dǎo)流筒端部至管板的距離，應(yīng)使該處的流通面積不小于導(dǎo)流筒的外側(cè)流通面積；b .外導(dǎo)流筒內(nèi)襯筒內(nèi)表面到外導(dǎo)流筒的內(nèi)表面間距為：接管外徑d200m m 時，間距為 100mm立式外導(dǎo)流換熱器，應(yīng)在內(nèi)襯筒下端開淚孔。4-18管殼式換熱器中常用的折流板和支持板的形式有幾種？答：在管殼式換熱器中，常用的折流板和支持板的形式有 弓

11、形和圓盤圓環(huán)形兩種。弓形折流板又有單弓形、雙弓形和 三弓形，其缺邊的位置又有水平缺邊和垂直缺邊(對立式換熱器，水平缺邊是指殼程物料進(jìn)口管與折流板缺邊垂直者， 垂直缺邊是指平行者)之分。4-19管殼式換熱器中折流板的布置應(yīng)遵循什么原則？答：在管殼式換熱器中，折流板的布置原則為：(1) 折流板的布置必須符合工藝設(shè)計條件的要求。特別是 對折流板的形式、折流板的間距、靠近殼程物料進(jìn)出口的折 流板位置等必須盡可能滿足工藝設(shè)計條件。(2) 在工藝設(shè)計條件沒有特別要求的情況下，對靠近殼程 物料進(jìn)出口處的折流板，應(yīng)盡可能靠近進(jìn)出口，其余按等間距布置。(3) 當(dāng)殼程為單相、干凈的物料時，折流板應(yīng)為水平缺邊。 當(dāng)殼程為氣、液相共存或液體中含有固體的物料時，折流板 應(yīng)為垂直缺邊。對臥置式換熱器，在折流板的最高和最低處， 應(yīng)開夾角90、深15mm勺排氣、排液缺口。4-2