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1、毕业设计4卧式蒸馏冷凝器4 square meters of horizontal distillation condenser班 级 学生姓名 学号 指导教师 职称 导师单位 机电工程技术学院 论文提交日期 摘要 换热设备是石油、化工生产中普遍应用的典型工艺设备,也是应用最为广泛的单元操作设备之一。在其他领域,如动力、核能、食品、交通等工业部门换热设备也有广泛的应用。随着石油、化工装置大型化,换热设备正朝着强化传热、高效紧凑、降低热阻以及防止流体诱导振动等方向发展。化工设备种类繁多,而且新型结构也不断出现。其正确的设置,性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约,对
2、国民经济有着十分重要的影响。换热器的型式繁多,不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式,因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强,在各工业部门应用最为广泛。 卧式蒸馏冷凝器是固定管板式换热器的一种, 固定管板式换热器管束连接在管板上,管板与壳体焊接。其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时易堵管或更换;缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体与管束将会产生较大的热应力,这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。 关键词:卧式蒸馏冷凝器 管壳式换热器 压力容器
3、AbstractHorizontal distillation condenser is a kind of fixed tube plate heat exchanger,Heat exchanger is a typical process equipment widely used in petroleum, chemical production, is one of the most widely used unit operation equipment. In other areas, such as power, nuclear energy, food, transporta
4、tion and other industrial sectors of heat transfer equipment has a wide application. As the oil, chemical device, heat transfer equipment is toward enhanced heat transfer, high efficiency, reducing the thermal resistance and prevent the flow induced vibration direction. Chemical equipment of various
5、 kinds, and the new structure also appear continuously. The correct setting, performance improved relations departments about the rationality of the process, economy and energy efficiency and conservation, has an important impact on the national economy. Heat exchanger type is various, the use of di
6、fferent occasions using different purposes. The common structure of shell and tube type, because of its simple structure, low cost, wide material selection, convenient cleaning, strong adaptability, application in the industrial sector is the most widely used.Fixed tube plate heat exchanger tube con
7、nect in the plate, tube plate and shell welding. Its advantages are simple, compact, the structure can withstand high pressure, low cost, convenient cleaning tube, pipe damage is easy to block the pipe or replacement; disadvantage is the linear expansion coefficient when the tube bundle and shell wa
8、ll temperature or materials is larger, the larger thermal stress of shell and tube heat exchanger will, the the shell side cleaning device is suitable for the medium and not easy to scale, and cleaning of tube side and shell side, temperature difference or temperature difference but the shell pressu
9、re is not high.Keywords: shell and tube type heat exchanger pressure vessel horizontal distillation condenser第一章 绪论化工生产离不开化工设备,化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础,是生产力的主要因素,是化工产品质量保证体系的重要组成部分。然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位,由于化工生产中,介质通常具有较高的压力,化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及各种容器开孔接管所组成,通常为压力容器,因为压力容器是化工设备的主体,对其化工生产过程极其重要,国家对其每一步都有具的标准
10、对其进行规范,如:中国TSGTR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程、GB1502011压力容器、GB1511999管壳式换热器等。在其中能根据不通的操作环境选出不同的材料,查出计其允许的工作压力,工作温度等。 换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产过程中,进行着各种不同的热交换过程,其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递,使流体温度达到工艺的指标,以满足生产过程的需要。此外,换热设备也是回收余热,废热,特别是低品位热能的有效装置。在换热设备中,应用最广范的是管壳式换热器。这种换热器具有选材广泛、适应性强、处理能力大、能承受高温
11、高压、维修方便等特点,因此,被广泛使用。如制氢裂解装置中,虽然工作条件较为苛刻,温度高达427455,压力高达24.5MPa,工作介质中含有90%的氢,其换热亦大多采用管壳式换热器,管壳式换热器占整个投资的50%70%。在烯氢生产装置中,通常以热裂解法来制取,裂解的温度很高,可达800900,工艺上要求裂化气进行冷却,然后进行深冷分离,其中所用的高温高压气体冷却器,大都采用管壳式的结构。 这次设计中的主要内容为换热器的工艺计算、换热器的结构与强度设计。其中,工艺计算主要是确定换热器的换热面积、换热器的选型、压降计算、壁温计算等;而结构与强度设计则主要包括:管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选
12、型、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。在设计过程中,我尽量采用较新的国家标准,做到既满足设计要求,又使结构优化,降低成本,以提高经济效益为主,力争使产品符合生产实际需要,适合市场激烈的竞争。同时为了使本次设计能够进行顺利,我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献,并做了一定的摘要。1.1设计目的 为满足徐州工业职业技术学院化工学院化工实训教学要求,现设计一套中式反应装置。此反应装置以生产苯基苯酚甲醛树脂为最终产物。其工艺分为两个部分,第一部分为邻苯基苯酚和甲醛进行催化缩合成树脂。第二部分为蒸馏脱水及溶剂制的产品。而本部分设计的是卧式蒸馏冷凝器,是此中式反应装置中的一部分,可以提高产品的生产
13、效率,具有实际价值!1.2 什么是管壳式换热器管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按
14、规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。1.3设备分类本次设计的冷凝器是管式换热器的一种,换
15、热器分类如下:按用途:加热器,预热器,过热器,蒸发器,再沸器,冷却器,冷凝器。按结构形状:管式换热器,板式换热器,特殊形式换热器。第二章 总体结构设计本次流体输送与传热工段换热器的设计,所选用的换热器为卧式蒸馏冷凝器,如图2-1所示。其基本结构特点是两块管板分别焊于壳体的两端,管束两端固定在管板上。图2-12.1 固定管板式换热器结构固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成,其结构较紧凑,排管较多,在相同直径下面积较大,制造较简单。其缺点是壳程不能进行机械清洗;当换热管与壳体的温度差较大(大于50)时产生温差应力,需要在壳体上设置膨胀节,因而壳体承压能力受膨胀节强度的限制不能太高。
16、固定式管板换热器适用于壳体流体洁净且不易结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。 固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固,管程的进出口管直接和封头焊在一起,管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生,要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算,还要进行强度校核和符合
17、要求的工艺制造水平。2.2设计参数表名称壳程管程物料名称冷却水溶剂工作压力Mpa0.3-0.09设计温度50100操作温度32/38100/70壁温3560换热面积4管长19x2x2000受压元件材料0Cr18Ni90Cr18Ni9/s30408第三章 机械设计3.1工艺条件常温常压下,管程内温度:70100 壳程内温度:32383.2 设计计算 3.2.1管子数 n 由于此次换热介质冷却水和溶剂具有一定的毒性,所以选择溶剂走管程,冷却水体走壳程。根据管程进口温度为100,壳程进口温度为32,管程绝对压力为1.4MPa,选取材料为00Cr18Ni9。查教材化工设备,标准管长有1.5、2.0、3
18、.0、4.5、6.0、9.0(单位为),截取标准管长为2,选取换热管规格为19x2x2000换热面积公式: S=d(L-2-0.006)n式中: S传热面积 换热管外径,m; 换热管长度,m; 管板厚度(假定为0.05m),m; n换热管根数。 则管子数n为: N=s/ dL 代入公式得: n=4/3.14*0.019*2 n33.52取n=34采用正三角形排列,正三角形排列比较紧凑,在一定的壳径内可排列较多的管子,且传热效果好,但管外清洗较为困难。而正方形排列,管外清洗方便,适用于壳程中的流体易结垢的情况,其传热效果较正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形错 列,用于壳侧流体清洁,不
19、易结垢,后者壳侧污垢可以用化学处理掉的场合。3.2.2管间距的确定换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径,查(化工设备)教材书第139页,常用的换热管中心距见表 ,换热管中心距s=25mm。3.2.3换热器壳体直径的确定Di=s(b-1)+2d0式中 Di 换热器内径,mm; B 正六角形对角线上的管子数,查表,取b=23; d0 最外层管子的中心到壳壁边缘的距离,取d0=28.5。 故 Di=25*(7-1)+2*28.5=207mm 圆整后取壳体内径 Di=200mm3.2.4换热器壳体壁厚的计算材料选用不锈钢00Cr18Ni9,计算壁厚为 式中 计算压力,取=1.1Pw=0.44MP
20、A Di=207mm; =1 =137Mpa故=0.3 腐蚀裕量C2=0,查表得c1=0.6mm。 按照GB1501998规定对高合金钢制容器最小厚度不小于2mm,。因为00Cr18Ni9是标准用压力容器钢,所以厚度取6mm3.2.5换热器封头的选择选取标准椭圆形封头。由于本次设计的换热器壳程压力在0.4MPa,属于低压容器,椭圆形封头能够满足要求,而且该封头制造比其他封头容易冲压形成,应力分布也比较均匀,为了便于焊接、经济合理,选取标准椭圆形封头。材料选用与筒体相同00Cr18Ni9。按教材公式封头厚度为: 3-5式中:焊接接头系数,为整块钢板制造,则=0.8; K椭圆形封头形状系数,标注椭
21、圆形封头K=1.0; =(1*0.44*207)/(2*137*1-0.5*0.44)mm 腐蚀裕量C2=0,查表得c1=0.6mm。 圆整后取n=0.33mm根据GB1501998规定对高合金钢制容器风头最小厚度不小于其直径的0.3%。因为00Cr18Ni9是标准用压力容器钢,所以厚度取6mm则: 封头为6mm由封头厚度查化工设备表2-15得直边高h=25。查封头JB4746-2002表3-3去边高度为H=80mm3.2.6容器法兰的选用材料选用022Cr19Ni10。根据JB/T 4701-2000标准,选用DN300,PN1MPA的。密封面如表所示。3.2.7管板尺寸的确定 根据GB15
22、1-1999第5.7.3节固定管板式换热器选用e型连接方式的管板,3.2.8折流板设计折流板为弓形,折流板弓形缺口高度应使流体通过缺口时与横向流过管束的流速相近,一般取缺口高度h为壳体公称直径的0.20 0.45,长取h=0.2。 h=41.4 mm折流板折流板一般按等距布置,管束两端的折流板应尽量靠近壳程进口、出口接管,折流板最小间距应不小于圆通内经的1/5且不小于50mm,最大应不大于圆筒内径,间距取30mm;折流板最小厚度为4mm,折流板外径为196mm,材料为00Cr18Ni9。 拉杆选用,共4根,材料为00Cr18Ni9。 3.2.9膨胀节根据GB151-1999附录F的计算方法进行
23、换热管壁温的计算,从设备的具体操作情况,可以假定K(总传热系数W/(m2*)、(污垢热阻m2*/W)、q(热强度W/m2)和a(给热系数W/(m2*))保持不变,进行简化计算:热流体的平均温度为: 3-6 式中:壳层热流体的入口温度,38; 壳层热流体的出口温度,-22;则:T1=85 冷流体的平均温度为: T2=35 3-7 式中:管层冷流体的入口温度,32; 管层冷流体的出口温度,38;则:T2=0.5*(32+38)=35 则:T=0.5*(35+85)=60 3-8即换热管壁温为60。圆筒壁温的计算:应外部有良好的保温,故壳体壁温可取壳层流体的平均温度:=85管壳层温差:温差T=-t=
24、85-60=1550所以无需膨胀节。3.2换热管排列形式换热管的常用排列方式主要有正三角形、转角三角形、正方形和转角正方形。由于三角形排列较为广泛,而且在同一直径管板面积上可排列较多换热管,所以管束采用三角形排列如图3-1。由化工设备教材表5-3可知换热管中心距S为25。图3-1 正三角形 3.4 筒体查教材化工设备,筒体的材料主要有碳素钢、低合金钢钢板、不锈钢钢板等。根据筒体所承受的压力机壳程流体的性质等,选取00Cr18Ni9作为筒体的材料。 筒体的长度 根据换热器设计手册,长径比在515,换热管伸出管板的长度为l1=1.5。圆筒节长度l为:式中:b管板厚度,26; l1换热管伸出管板的长
25、度,1.5;则: l=2000-2*1.5-2*(26-2)=1949mm3.5 管板的设计与计算 查换热器设计手册,管板常用的材料有低碳钢、普通低合金钢、不锈钢、合金钢和复合钢板等。管板材料选择S30408。管板型式采用整体管板如图3-3,各部分尺寸查表3-4,管板管孔尺寸查GB151-1999见表3-5。 表3-4 管板尺寸管层压力(MPa)壳层压力(MPa)DN(mm)Dbfb1.61.6219335207259236321.61.62734052573122520341.61.6325460309363252438表3-5管板管孔直径及允许误差换热管外径1619管孔直径16.2519.
26、25允许偏差3.6 折流板 根据换热器计算手册折流板的形式弓形折流板、圆盘-圆形折流板、矩形折流板。由于本次换热器的直径较小,所以本次卧式换热器的折流板采用弓形折流板中的单弓形。材料选用低合金S30408。通过拉杆与定距管固定。3.6.1 折流板各部尺寸 h=0.2*DN=0.2*219=43.8 3-11取44。 查换热器的设计手册表3-9得厚度为3。表3-9 折流板最小厚度公称直径DN/折流板厚度/400340070047009005 查换热器设计手册表3-10得外直径为259。表3-10 折流板直径及允许偏差公称直径DN/400折流板名义外直径/DN-2折流板外直径允许偏差0-0.53.
27、6.2 折流板布置查换热器设计手册表3-11,可知折流板管孔的直径为19.6,在缺口朝下的折流板的最高处开通气孔如图3-8。待添加的隐藏文字内容3图3-8 折流板表3-11 管束管孔直径及允许偏差换热管外径/19管孔直径/19.6允许偏差/+0.400根据换热器设计手册,对于安放位置,一般应使管束两端的折流板尽可能的靠近壳层进出口接管,其余折流板按等距离布置,靠近管板的折流板与管板间的距离为如图3-9: 3-12式中:导热油接管中心距管板密封面的距离,100; 防冲板长度,当无防冲板时,可取=(导热油接管内径),14; 管板厚度,26;则:l= 图3-9 折流板位置所以第一块折流板距离接管DN
28、20中心长度为L:则:L=250-(100-52)=202折流板的间距取300,折流板的距离总长为L=2000-202=1798,所以共需n=1798/3006块折流板。 3.7 拉杆、定距管 根据GB151-1999,由于换热管规格为192,采用拉杆定距管形式如图3-7拉杆一端的螺纹拧入管板,折流板用定距管定位,最后一块折流板靠拉杆螺母固定。材料选用0Cr18Ni9,同时拉杆应尽量均匀布置在管束外边缘。拉杆的一端的螺纹拧入管板,折流板用定距管定位,最后一块折流板靠拉杆螺母固定。图3-7 拉杆、定距管3.7.1 拉杆的直径和数量根据GB151-1999,查表3-12得拉杆直径为12,查表44得
29、拉杆数量为4。表3-12 拉杆直径换热管外径d10d1414d2525d57拉杆直径dn101216表44 拉杆数量拉杆直径dn(mm)公称直径DN(mm)400 1041241643.7.2 拉杆的尺寸各部分尺寸如图3-8,查表3-13得拉杆螺纹公称直径1408.8、1277.5、=10、=15、=50、=2.0。表3-13 拉杆尺寸拉杆直径d/拉杆螺纹公称直径/101013401.5121215502.0161620602.5图3-8 拉杆3.7.3 定距管根据换热器设计手册,定距管的尺寸同换热管的尺寸相同,材料选用0Cr18Ni9。外径为192。其长度总和分别为1353、1225。3.8
30、 支座卧式换热器的支座有鞍式支座、圈式支座和支腿式支座,本次卧式固定管板换热器选用焊制鞍式支座(JB/T4712-07)按照换热器的公称直径Dg273选用BI型(重型)带加强垫板与一个筋板的鞍座一对(其中F型S型各一个),材料选用Q235-B,支座高度H=200,标记为:JB/T4712-07鞍座A219-FJB/T4712-07鞍座A219-S一对鞍式支座的布置如图3-4,根据GB151-1999,LB=1495,LC =LC=250 图3-4 鞍座的位置表3 焊制鞍座 查化工设备机械基础表3-6,鞍座的各部分尺寸为:表3-6 鞍座尺寸(JB/T4712-92)公称直径/DN鞍座高度h底板腹
31、板筋板垫板螺栓间距弧长2192002101208896827016O62814027320026012088968330160628180325200300120889683901606282103.9 接管序号规格用途aDN50进水口bDN25出水口cDN25导热油进口dDN25导热油出口eDN25放净口 接管材料选用00Cr18Ni9,与壳体焊接连接,对于接管的伸出长度指接管法兰面到壳体(管箱壳体)外壁的长度,根据换热器设计手册表3-7得各部分的接管外伸长度为100。表3-7 PN0.4MPa 的接管伸出长度DN(050)20100251003210040100 根据化工设备机械基础表3-
32、8,接管的外径分别为57、32,厚度为3.5,3。表3-8 钢管公称口径外径普通管壁厚1521.32.752026.82.752533.53.253242.33.254048.03.350573.5根据接换热器设计手册,由于接管与设备的直径较小,所以无需补强圈,壳体上接管的位置分别为:壳层接管位置是指接管中心到管板密封面距离如图3-6。导热油进出口DN25 式中:接管外径,42.3; 管板厚度,26: C4S(S为壳体厚度,)且24。l42.3/2+(26-4)+24=67.15mm取68。但考虑到与DN25接管法兰的位置及焊缝的距离取100。放净与放空口DN25l42.3/2+(26-4)+
33、24=67.15mm取68。但考虑到与DN25接管法兰的位置及焊缝的距离取100。图3-6 DN25接管的位置管层接管位置是指进水与出水口DN50 (换热器设计手册1-6-5) 式中:设备法兰与壳体焊缝与法兰密封面距离(因为没有设备法兰,所以=0)l57/2+26+24=78.5取79。但考虑到与DN50接管法兰的位置及焊缝的距离取100。图3-7 DN50接管位置3.10 法兰3.10.1 接管法兰根据化工设备机械基础,由于换热器的压力不高,而且流体无毒,所以选用板式平焊法兰,材料选用0Cr18Ni9,密封面型式选用全平面密封如图3-9,查化工设备机械基础表3-13,其公称直径分别为:表3-
34、15 PN0.25和PN0.6MPa板式平焊法兰尺寸接管/DN钢管外径/A1法兰外径/D螺孔中心圆直径/K螺孔直径/L螺孔数量/n螺纹/Th法兰内径/B1法兰厚度/C15188055114M10191220259065114M1026144045130100144M1246163.11 圆筒节的设计由于管程接管的直径大于封头直边的长度,所以需要在封头与管板之间加一段圆筒节,根据接管直径为40,圆筒节与封头焊接的埋弧焊,宽20-30mm,手工电弧焊宽10-20mm,取长度为200的圆筒节能够满足要求,直径、厚度与壳体相同。3.12 垫片的选择因为本次设计的冷凝器的壳程压力为0.3MPa,法兰为突
35、面密封面甲型平焊法兰,DN219,所以垫片选择表4.0.2-2中公称通径为200的橡胶垫片。3.13.1 封头与圆筒节连接根据化工设备机械基础,两部分采用焊接,接头形式一般有对接、角接和型接、搭接,本部分采用对接接头、对接焊缝,焊缝坡口形式采用v形。如图3-11。 图3-11 封头与圆筒节焊接3.13.2 接管与壳体连接 接管采用插入式焊接如图3-12。4v图3-12 接管与壳体焊接3.13.3 管法兰与接管连接 管法兰与接管采用内外焊接如图3-13。图3-13 管法兰与接管焊接接3.13.4 换热管与管板连接根据换热器设计手册,换热管与管板的连接形式主要有强度胀接、强度焊接、胀焊结合。但强度
36、焊接目前应用较为广泛,而且管孔不许开槽,换热管端不需退火,因此制造加工方便。焊接结构强度高,抗拉脱力强,当焊接部分有泄漏时,可补焊。如需要更换换热管,可采用专用刀具拆卸,比胀接方便。 查换热器设计手册,可知其相接各部分的尺寸查表3-16。如图3-14。图3-14 换热管与管板焊接表3-16 换热管外伸长度换热管规格外径壁厚192换热管最小伸出长度/1.5最小坡口深度/23.13.5 管板与壳体、封头的连接图3-4 管板与壳体、封头焊接 3.14 水压试验由于本次管程与壳程的压力相同都是0.30.5MPa,所以只需进行一次水压试验。3.14.1.壳程试验温度按20考虑,则=122。水压试验时的试
37、验压力为:(化工设备教材 2-35) 3-9式中:容器元件材料在试验温度下的许用应力,113; 容器元件材料在设计温度下的许用应力,113;则:Pt=1.25x0.3x122/1140.4 3.14.2.管程试验温度按20考虑,则=122。水压试验时的试验压力为:(化工设备教材 2-35) 3-9式中:容器元件材料在试验温度下的许用应力,113; 容器元件材料在设计温度下的许用应力,113;则:Pt=1.25x(-0.09)x122/114-0.123.14.3.试验应力校核:压力试验时,由于容器承受的压力高于设计压力,为防止容器产生过大的应力,要求在试验压力下圆筒产生的最大应力不超过圆筒材料
38、在试验温度下屈服点90%。试验压力下圆筒的应力为: 3-10式中:圆筒内直径,207; 圆筒的有效厚度,3.3; 材料在试验温度下的屈服点(或0.2%屈服强度),130;查GB150-1998,00Cr18Ni9在试验温度时=130 ,不计液柱静压了,取PL=0。则: =13.51 =11713.51117,即 所以液压试验时容器强度满足要求。同理:管程的校核 3-10式中:管子内直径,19; 圆筒的有效厚度,2; 材料在试验温度下的屈服点(或0.2%屈服强度),130;查GB150-1998,00Cr18Ni9在试验温度时=130 ,不计液柱静压了,取PL=0。则: =-0.63 =117-
39、0.63117,即 所以液压试验时容器强度满足要求第四章 技术要求 本设备按GB151-1999管壳式换热器进行制造,检验和验收,并接受压力容器安全技术监察规程的监督。 受压元件材料必须具备保证书,主要受压元件材料按“容规”要求复检。 焊接采用电弧焊,按JB/4709-2000标准的规定进行,焊接材料:手工焊选用焊条E5015,埋弧焊选用焊丝H10Mn2,焊剂350。 A、B类对接焊缝采用双面焊,焊接接头型式和尺寸出土中注明外,按GB985-986-88中的规定,角焊缝腰高安较薄板的厚度,法兰的焊接按相应法兰的标准,接管端部打磨圆,圆角半径R35,支座、垫板四角制成R25的圆角。 壳体对接焊缝
40、进行100%X射线检测,符合JB4703-94标准级合,接管及其他构件与壳体内外表面焊接的角焊缝,打磨后进行磁粉探伤检查,级为合格。 对于换热管:标准长度为2m,其壁厚为2。当换热管壁厚小于或等于2.5时,与换热管的直径急壁厚相差应补超过15%;当换热管壁厚大于2.5时,评定用管壁厚应大于2.5; 管板密封面与壳体轴线垂直,其公差为1。 设备制成后,进行整体消应力热处理。 液压试验,因管层与壳层的压力相同,所以管层与壳层分别以0.55MPde压力进行水压试验,合格以后以空气进行气密性试验。无泄漏为合格。管口及支座方位按图。第五章安装制造5.1 换热器制造5.1 .1 换热管 直管一律采用整根管
41、子而不允许有接缝。管子应该进行校直,管子两端须用磨管机清除氧化皮、铁锈、及污垢等杂质直至露出金属光泽。除锈长度不小于两倍管板厚度。当管子与管板的连接采用胀接工艺时,管端硬度应低于管板硬度。同一根换热管的对接焊缝,直管不得超过一条;U型管不得超过二条;最短管长不应小于300mm;包括至少50mm直管段范围内不得有拼接焊缝。管端破口应采用机械方法加工,焊前应清洗干净。 换热管组装要求两管板相互平行,允许误差不得大于1mm,两管板间长度误差为2mm;管子与管板应垂直;拉感应牢靠固定;定距管两端面要整齐;穿管时管子头不能用铁器直接敲打。5.1.2 筒体换热器筒体的圆度要求较高,必须保证壳体与折流板之间有合适的间隙。如太大就要影响换热效果,太小就要增加装配的难度。切割好的钢板应根据钢板厚度、操作压力高低选定破口形式进行边缘加工。用钢板卷制时,内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制,其外周长允许上偏差10mm;下偏差为0。5.1.3 封头和管箱 封头和管箱的厚度一般不小于壳体的厚度。分程隔板两侧全长均应焊接,并应具有全焊透的焊缝。由于焊接应力较大,故管箱和封头法兰等焊接后,须进行消除应力的热处理,最后进行机械加