安徽省壓力容器設(shè)計(jì)人員換熱器技術(shù)培訓(xùn)講義課件

換熱器技術(shù)培訓(xùn)講義合肥通用機(jī)械研究院中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)壓力容器分會(huì)2015年10月

合肥

換熱器的分類換熱器的分類按照是否屬于壓力容器分類

換熱壓力容器（管殼式、螺旋板式、板殼式）：特種設(shè)備制造許可和監(jiān)督管理

非壓力容器換熱器（板式、空冷式、板翅式）：安全注冊(cè)按照傳熱表面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

管式（管殼式、蛇管式、套管式、纏繞管式）：承壓能力高

板式（可拆卸板式、釬焊板式、半焊板式、全焊板式、螺旋板式、板翅式、板殼式）：結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好

其他形式按照傳熱過(guò)程分類間壁式：參與換熱的流體不相接觸直接接觸式：傳熱傳質(zhì)同時(shí)發(fā)生蓄熱式：蓄熱體為載體，周期性地進(jìn)行按照用途來(lái)分加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、冷凝器按照所用材料來(lái)分

金屬材料：碳素鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、雙相鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金、銅及銅合金、鋁及鋁合金

非金屬材料：石墨、陶瓷、玻璃、塑料換熱器的分類管殼式換熱器的分類固定管板式換熱器浮頭式換熱器U形管式換熱器填料函式換熱器我國(guó)GB151-1999的規(guī)定公稱直徑DN≤2600mm(4000mm)公稱壓力PN≤35MPa且公稱直徑和公稱壓力的乘積不大于1.75×104(2.70×104)超過(guò)上述參數(shù)范圍的換熱器也可參照GB151進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造換熱器的標(biāo)準(zhǔn)體系1.美國(guó)1)ASME-AmericanSocietyofMechanicalEngineers（美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)）ASME是“美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)”的簡(jiǎn)稱，但用來(lái)表示鍋爐、壓力容器規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))的代號(hào)，ASME由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)批準(zhǔn)，為非強(qiáng)制性；當(dāng)由有關(guān)法令引用時(shí)，則成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。鍋爐、壓力容器規(guī)范如下：ASMEⅧ-1：鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅷ卷第1篇《BoilerandPressureVesselCodeSectionⅷDivision1》B&PCode共有11卷,與壓力容器有關(guān)的有：ASMEⅧ-1壓力容器（常規(guī)篇，P≤20MPa）ASMEⅧ-2壓力容器（分析設(shè)計(jì)篇，P≤70MPa）ASMEⅧ-3壓力容器（高壓篇，P＞70MPa）國(guó)外壓力容器標(biāo)準(zhǔn)概況ASMEⅡ材料（Materials），分四篇：A篇：鐵基材料（FerrousMaterials）B篇：非鐵基材料（Non-FerrousMaterials）C篇：焊接材料（WeldingMaterials）D篇：性能（Properties）ASMEⅤ無(wú)損檢測(cè)（NDE）ASMEⅨ焊接（Welding）2)API-美國(guó)石油協(xié)會(huì)，如壓力容器標(biāo)準(zhǔn)有：a)API660-2007《煉油廠通用管殼式換熱器》b)API661《一般煉廠用空冷器》C)API662《板式換熱器》3)ANSI-美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)，對(duì)壓力容器來(lái)講主要涉及管法蘭及連接件標(biāo)準(zhǔn)等如：ANSI16.5、ANSI16.47等管法蘭標(biāo)準(zhǔn)；ANSI16.2、ANSI16.21墊片標(biāo)準(zhǔn)等。4)制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，涉及壓力容器的有：a)TEMA列管式換熱器制造商協(xié)會(huì)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：TEMA-1999；b)EJMA-膨脹節(jié)制造商協(xié)會(huì)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)：EJMA-20002.日本JISC《日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(huì)》-管理機(jī)構(gòu)；但制訂標(biāo)準(zhǔn)由KHK《高壓氣體保護(hù)協(xié)會(huì)》等機(jī)構(gòu)執(zhí)行。日本的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)近十幾年變化較多，直至2003年形成了目前的體系，由于被法規(guī)所引用而具有強(qiáng)制性。1)JISB8265《壓力容器的構(gòu)造-一般事項(xiàng)》（常規(guī)篇）a)第1種容器P＜100MPa；b)第2種容器P＜30MPa；C)第3種容器P＜1MPa。2)JISB8266《壓力容器的構(gòu)造-特定標(biāo)準(zhǔn)》（分析設(shè)計(jì)篇）3)零部件標(biāo)準(zhǔn)：

a)JISB8274《壓力容器的管板》；b)JISB8277《壓力容器的膨脹節(jié)》；c)JISB8278《鞍式支座支承的臥式容器》；d)JISB8279《壓力容器的夾套》；e)JISB8280《非圓形殼體的壓力容器》；f)JISB8284《壓力容器的快開式蓋板結(jié)構(gòu)》；g)JISB8285《壓力容器的焊接工藝評(píng)定》。3.歐洲1)歐盟a)EN13445-2002《非直接火接觸壓力容器》b)PressureEquipmentDiretivePED97/23/EC歐共體承壓設(shè)備指令（貿(mào)易壁壘）2)英國(guó)BSI-英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)，PVE-壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)PD5500-2003《受壓容器規(guī)范》，在這以前為：BS5500。非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；由于有法規(guī)引用成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。3)德國(guó)-AD-2000規(guī)范被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)TRB“壓力容器技術(shù)規(guī)程”引用而成為強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)范，既是有關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)，也包含了這些法規(guī)。4)法國(guó)-CODAP《非直接火受壓容器》非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，但常被法規(guī)所引用，應(yīng)用時(shí)通常將正式法規(guī)疊加到CODAP的規(guī)定上5)俄羅斯ΓOCT19249《壓力容器規(guī)范》（前蘇聯(lián)規(guī)范）。4.ISO-國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織-編制了很多標(biāo)準(zhǔn)，但基本上向API靠1)ISO/DIS2694壓力容器。2)ISO/16812-2007《管殼式換熱器》

我國(guó)壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)一般可分為八類：基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)材料標(biāo)準(zhǔn)零部件標(biāo)準(zhǔn)型式參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)包裝運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)

能效標(biāo)準(zhǔn)1.基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)1)GB150.1~GB150.4-2011《壓力容器》2)JB4732-1995《鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（2005確認(rèn)）國(guó)內(nèi)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)概況1)GB151-1999《管殼式換熱器》2)GB12337-1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》（即將再版，已完成報(bào)批稿）3)NB/T47007-2010《空冷式熱交換器》（JB/T4758）4)NB/T47004-2009《板式熱交換器》（JB/T4752）5)NB/T47005-2009《板式蒸發(fā)裝置》（JB/T4753）6）NB/T47006-2009《鋁制板翅式熱交換器》（JB/T4757）7)JB/T4710-2005《鋼制塔式容器》8)JB/T4731-2005《鋼制臥式容器》9)JB/T4734-2002《鋁制焊接容器》10)JB/T4745-2002《鈦制焊接容器》11)JB/T4755-2006《銅制壓力容器》2.壓力容器產(chǎn)品建造標(biāo)準(zhǔn)12)JB/T4756-2006《鎳及鎳合金制壓力容器》13)JB/T4751-2003《螺旋板式換熱器》14）NB/T47011-2010《鋯制壓力容器》15）NB/T47012-2010《制冷裝置用壓力容器》（JB/T4750）16)JB/T4781-2005《液化氣體罐式集裝箱》17)JB/T4782-2007《液體危險(xiǎn)貨物罐式集裝箱》18)JB/T4783-2007《低溫液體汽車罐車》19)JB/T4782-2007《低溫液體罐式集裝箱》1）NB/T47013.1~10《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》（JB/T4730.1~10）2)NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》3)NB/T47015-2011《壓力容器焊接規(guī)程》4)NB/T47016-2011《承壓設(shè)備器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能試驗(yàn)》5）GB/T21433-2008《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)》3.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1)GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》2)GB3531-2008《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》3)GB19189-2011《壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼板》4)GB24511-2009《承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶》5)GB24510-2009《低溫壓力容器用9%Ni鋼板》6)GB/T3880《鋁及鋁合金軋制板材》7)GB/T3621《鈦及鈦合金板材》8)GB/T2040《銅及銅合金板材》9)GB/T2054《鎳及鎳合金板材》10）NB/T47011-2010《鋯制壓力容器》（附錄F.2壓力容器用鋯及鋯合金板材）11）NB/T47002.1~4-2009《壓力容器用爆炸焊接復(fù)合板》（JB/T4733.1~4）12）YB/T4282-2012《壓力容器用熱軋不銹鋼復(fù)合鋼板》13)GB/T8165《不銹鋼復(fù)合鋼板》14)GB/T8546《鈦-不銹鋼復(fù)合板》15)GB/T8547《鈦-鋼復(fù)合板》16）JB4741《壓力容器用鎳銅合金熱軋板材》4.材料標(biāo)準(zhǔn)-板材4.材料標(biāo)準(zhǔn)-管材1)

GB/T3625《熱交換器及冷凝器用鈦及鈦合金管》2）GB/T1527《銅及銅合金拉制管》3）GB/T6893《工業(yè)用鋁及鋁合金拉（軋）制管》4)GB/T8890-2007《熱交換器用銅合金無(wú)縫管》5）GB/T2882《鎳及鎳合金管》6）GB5310《高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管》7）GB6479《高壓化肥設(shè)備用無(wú)縫鋼管》8)GB9948《石油裂化用無(wú)縫鋼管》9)GB13296-2007《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管》10)GB/T14976-2012《流體輸送用不銹鋼無(wú)縫鋼管》（目前檔次較低，漸漸地將退出換熱領(lǐng)域，新的GB151不再將其作為引用標(biāo)準(zhǔn)）11）GB/T12771-2008《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》12）GB/T24593-2009《鍋爐、熱交換器用奧氏體不銹鋼焊接鋼管》13)GB/T8163《輸送流體用無(wú)縫鋼管》（目前檔次較低，漸漸地將退出換熱領(lǐng)域，新的GB151不再將其作為引用標(biāo)準(zhǔn)）14）NB/T47011-2010《鋯制壓力容器》（附錄F.3鋯及鋯合金無(wú)縫管材）15）GB/T26283《鋯及鋯合金無(wú)縫管材》16）GB/T21832《奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼焊接鋼管》17）GB/T21833《奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼無(wú)縫鋼管》18）JB4742《壓力容器用鎳銅合金無(wú)縫管》19）GB/T24590《高效換熱器用特型管》我國(guó)換熱管的標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：覆蓋的材料較多，不同溫度和腐蝕介質(zhì)情況下使用的換熱管基本都能找到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；換熱管的標(biāo)準(zhǔn)反映了時(shí)代的變遷。有時(shí)為了特定的場(chǎng)合制定了相應(yīng)的換熱管標(biāo)準(zhǔn)，有些相同材料的換熱管在不同標(biāo)準(zhǔn)中的要求不盡相同；不同形式的高效換熱管將逐漸地予以規(guī)范。換熱管的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很多，不同的用戶可以根據(jù)自身的具體使用工況選擇相應(yīng)的換熱管標(biāo)準(zhǔn)。但這同時(shí)也增加了用戶的難度，為此可通過(guò)以下“鍋爐熱交換器用管訂貨技術(shù)條件”來(lái)選擇常規(guī)使用的換熱管。1)NB/T47008-2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和低合金鋼鍛件》（JB/T4726）2)NB/T47009-2010《低溫承壓設(shè)備用低合金鍛件》（JB/T4727）3)NB/T47010-2010《承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》（JB/T4728）4）NB/T47028-2012《壓力容器用鎳及鎳合金鍛件》5)NB/T47029-2012《壓力容器用鋁及鋁合金鍛件》6）JB4743《壓力容器用鎳銅合金鍛件》4.材料標(biāo)準(zhǔn)-鍛件4.材料標(biāo)準(zhǔn)-焊材5.零部件標(biāo)準(zhǔn)1)GB/T16749《壓力容器用波形膨脹節(jié)》2)GB/T12522-2009《不銹鋼波形膨脹節(jié)》3)JB/T4712.1~4-2007《容器支座》（含鞍式、腿式、耳式、支承式）4)NB/T47020-2012《壓力容器法蘭分類與技術(shù)條件》5）NB/T47021-2012《甲型平焊法蘭》6）NB/T47022-2012《乙型平焊法蘭》7）NB/T47023-2012《長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭》8）NB/T47024-2012《非金屬軟墊片》9）NB/T47025-2012《纏繞墊片》10）NB/T47026-2012《金屬包墊片》11）NB/T47027-2012《壓力容器法蘭用緊固件》12）GB/T25198-2010《壓力容器封頭》13）GB/T29465-2012《浮頭熱交換器用外頭蓋側(cè)法蘭》14）GB/T29463.1-2012《管殼式換熱器用墊片第1部分：金屬包墊片》15）GB/T29463.2-2012《管殼式換熱器用墊片第2部分：纏繞式墊片》16）GB/T29463.3-2012《管殼式換熱器用墊片第3部分：非金屬軟墊片》17）JB4729《旋壓封頭》18)JB/T4736《補(bǔ)強(qiáng)圈》19)HG26592～20635《鋼制管法蘭、墊片、螺柱》1)GB/T28712.1-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第1部分：浮頭式熱交換器2）GB/T28712.2-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第2部分：固定管板式熱交換器3）GB/T28712.3-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第3部分：U形管式熱交換器4）GB/T28712.4-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第4部分：立式熱虹吸式重沸器5)GB/T28712.5-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第5部分：螺旋板式熱交換器6)GB/T28712.6-2012熱交換器型式與基本參數(shù)第6部分：空冷式熱交換器6.型式參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)7.涂敷與運(yùn)輸包裝標(biāo)準(zhǔn)JB/T4711-2003《壓力容器涂敷與運(yùn)輸包裝》8.能效標(biāo)準(zhǔn)

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第3.7條對(duì)壓力容器提出了節(jié)能要求。熱交換性的能效標(biāo)準(zhǔn)正在制訂中。目前需要確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的管殼式換熱器作為參考，采用對(duì)比的方法來(lái)確定不同換熱器的換熱能力指標(biāo)。因此，也需要針對(duì)不同換熱器制定一系列的性能測(cè)試方法。這些性能測(cè)試方法也屬于能效標(biāo)準(zhǔn)范疇。熱交換器標(biāo)準(zhǔn)體系框圖小結(jié)我國(guó)換熱器的標(biāo)準(zhǔn)已形成較為完備的體系。在換熱器材料及相關(guān)零部件的選擇上，應(yīng)優(yōu)先選擇換熱器專用標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是最低要求；和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的實(shí)物水平往往略高于標(biāo)準(zhǔn)，而西方發(fā)達(dá)國(guó)家制造商的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)往往遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)水平。GB151-2014熱交換器1973《鋼制列管式換熱器技術(shù)條件》1983《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》GB151-1989《鋼制管殼式換熱器》GB151-1999《管殼式換熱器》GB151-2014《熱交換器》標(biāo)準(zhǔn)的歷史沿革余熱鍋爐煙道式余熱鍋爐管殼式余熱鍋爐氣體帶壓管殼式余熱鍋爐：壓力容器常壓氣體管殼式余熱鍋爐：鍋爐、壓力容器常壓氣體在管程的管殼式余熱鍋爐管板計(jì)算基于拉撐平板的薄管板計(jì)算方法(GB150-1998、GB151-1999均未納入)GB/T

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鍋殼鍋爐系列標(biāo)準(zhǔn)（1~8）

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第1部分：總則

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第2部分：材料

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第3部分：設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算

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第4部分：制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收

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第5部分：安全附件和儀表

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第6部分：燃燒系統(tǒng)

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第7部分：安裝

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鍋殼鍋爐

第8部分：運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的修訂內(nèi)容通用要求適用參數(shù)范圍管束的要求平蓋隔板圓筒換熱管與管板的連接方式脹度管板的修訂某些制造條款熱處理（討論）標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)GB151修訂內(nèi)容修改了標(biāo)準(zhǔn)名稱提出了熱交換器的通用技術(shù)要求規(guī)定了不同結(jié)構(gòu)形式的熱交換器所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)引用標(biāo)準(zhǔn)的方式，適用于不同金屬材料制熱交換器特定結(jié)構(gòu)形式熱交換器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收應(yīng)滿足下屬標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求JB/T4751《螺旋板式換熱器》NB/T47004《板式熱交換器》NB/T47006《鋁制板翅式熱交換器》NB/T47007-2010《空冷式熱交換器》通用要求不同熱交換器適用壓力溫度參數(shù)范圍通用要求用戶和設(shè)計(jì)委托方的職責(zé)本次修訂，根據(jù)固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和GB150的要求，首次提出“用戶和設(shè)計(jì)委托方的職責(zé)”，在熱交換器的整個(gè)建造過(guò)程中，明確有關(guān)各方責(zé)任，避免會(huì)向推諉。這對(duì)于保證熱交換器安全可靠性是必不可少的。實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，可能從用戶的角度很難提出具體的設(shè)計(jì)條件的內(nèi)容，必要時(shí)可與工程公司或設(shè)計(jì)方協(xié)商溝通后提出相關(guān)設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)單位和制造單位的職責(zé)和GB151-1999相比，對(duì)設(shè)計(jì)單位和制造單位的職責(zé)規(guī)定更加細(xì)化，設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)文件的出具和保存等規(guī)定更加詳細(xì)、明確，以保證熱交換器的風(fēng)險(xiǎn)可控。工藝計(jì)算增加了熱交換器工藝計(jì)算的通用基本要求，在保證設(shè)備安全的前提下，體現(xiàn)熱交換器設(shè)備工藝性能要求、節(jié)能減排的國(guó)策。明確了熱交換器工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)條件、計(jì)算要求、計(jì)算結(jié)果。以資料性附錄的形式給出管殼式熱交換器無(wú)相變傳熱的計(jì)算內(nèi)容，相應(yīng)參照TEMA,給出物性數(shù)據(jù)，方便設(shè)計(jì)計(jì)算。用戶和設(shè)計(jì)委托方的職責(zé)工藝計(jì)算選材原則進(jìn)行了調(diào)整，與GB150.2-2011和《固容規(guī)》協(xié)調(diào)一致圓筒及封頭的選材進(jìn)行了調(diào)整，與GB150.2-2011協(xié)調(diào)一致帶凸肩的管板、內(nèi)孔焊管板和管箱平蓋允許采用板材制造，并提出有關(guān)規(guī)定增加了襯層結(jié)構(gòu)使用場(chǎng)合的限制更新了換熱管引用標(biāo)準(zhǔn)，與GB150.2-2011協(xié)調(diào)一致列入了強(qiáng)化傳熱管的引用標(biāo)準(zhǔn)，并提出有關(guān)規(guī)定材料部分考慮到帶凸肩的管板一般用于壓力較高、易燃、易爆以及毒性程度為極度危害的場(chǎng)合，對(duì)管板的要求較高，管板也較厚。為避免凸肩處材料夾渣、分層危害，GB151-1999規(guī)定4.3.1.2管板本身具有凸肩并與圓筒（或封頭）對(duì)接連接時(shí)，應(yīng)采用鍛件。4.3.1.3厚度達(dá)與60mm的管板，宜采用鍛件。GB151-2014取消了“厚度達(dá)與60mm的管板，宜采用鍛件”的要求，允許用板材制作帶凸肩的管板；帶凸肩的管板、內(nèi)孔焊的管板應(yīng)滿足GB150.3中5.9.3的要求（提出抗層狀撕裂的附加要求），厚度方向性能級(jí)別應(yīng)不低于GB5313中Z25級(jí)（厚度方向性能鋼板：硫含量、斷面收縮率等）。在保證設(shè)備安全的前提下，降低了管板的造價(jià)。適用參數(shù)范圍我國(guó)GB151-1999的規(guī)定公稱直徑DN≤2600mm公稱壓力PN≤35MPa且公稱直徑和公稱壓力的乘積不大于1.75×104

超過(guò)上述參數(shù)范圍的換熱器也可參照GB151進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造隨著裝置大型化的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)也需要與時(shí)俱進(jìn)。設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa公稱直徑不大于4000mm設(shè)計(jì)壓力（MPa）和公稱直徑（mm）的乘積不大于2.7×104

公稱直徑大于4000mm的管殼式換熱器也可參照GB151進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造超出1.5條范圍的管殼式熱交換器，可參照本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建造適用參數(shù)地變化反映了工業(yè)裝置大型化對(duì)熱交換器大型化的需求變化，也反映了裝備制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的歷程換熱器的型號(hào)表示方法(GB151-1999)×××Ⅰ（或Ⅱ）換熱器的型號(hào)表示方法(GB/T151-2014)GB151-1999和GB151-2014部件分類代號(hào)對(duì)比

部件分類代號(hào)（GB151-2014）取消“I”殼體結(jié)構(gòu)（一側(cè)為封頭的殼體），由“E、F、J、H、K、X”型式予以體現(xiàn),表示這些結(jié)構(gòu)均適用U形管式；增加了穿流殼體型式；“Q”（單進(jìn)單出冷凝器殼體）合并至“E”型式（單進(jìn)單出換熱器殼體），并修改“E”型式包含“O”型式（外導(dǎo)流筒）；釜式重沸器圖中增加了U形管束的結(jié)構(gòu)前端結(jié)構(gòu)前端結(jié)構(gòu)A、B均為可拆管箱結(jié)構(gòu)，兩者的不同之處是管箱端部結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)A管箱端部結(jié)構(gòu)為平蓋結(jié)構(gòu)，采用螺栓連接結(jié)構(gòu)B管箱端部結(jié)構(gòu)為封頭結(jié)構(gòu)，采用焊接連接結(jié)構(gòu)A的優(yōu)點(diǎn)：清洗管頭時(shí)不用拆卸管箱，不拆裝管箱與外部管線的連接，不影響工藝管線；結(jié)構(gòu)A的缺點(diǎn)：管箱空間小、操作條件差，對(duì)小直徑、多管程的設(shè)備更為明顯。前端結(jié)構(gòu)C和N為管箱與管板采用焊接連接結(jié)構(gòu)，減少管板與管箱、殼體的可拆密封連接，可適用于單側(cè)或兩側(cè)高參數(shù)或高危害介質(zhì)等場(chǎng)合，連接可靠：管箱端部可采用平蓋連接，也可采用封頭連接；結(jié)構(gòu)C的優(yōu)點(diǎn)：管束可拆，適用于殼程需機(jī)械清洗的場(chǎng)合；前端結(jié)構(gòu)D是管程高壓的典型結(jié)構(gòu)，管箱與管板焊接連接或整體鍛制，管箱端部采用高壓密封結(jié)構(gòu)殼體單程殼體(E)帶縱向隔板的雙程殼體(F)分流殼體(G)雙分流殼體(H)無(wú)隔板分流殼體(J)釜式重沸器殼體(K)穿流殼體(X)

特點(diǎn):與TEMA相對(duì)應(yīng)，便于標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)在殼體(E)中增加了外導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)E、F、G、H、J、X中圖形右側(cè)增加了代表封頭虛線，均適用于U形管式后端結(jié)構(gòu)后端結(jié)構(gòu)共8種第一類后端結(jié)構(gòu)代表了固定管板式熱交換器結(jié)構(gòu)（L、M、N）第二類后端結(jié)構(gòu)代表了填料函式、浮頭式、U形管式熱交換器結(jié)構(gòu)，管束可軸向自由膨脹

后端結(jié)構(gòu)（L、M、N）分別對(duì)應(yīng)前端結(jié)構(gòu)（A、B、N）殼程不需要機(jī)械清洗管、殼程金屬壁溫差異較大時(shí)，需設(shè)置膨脹節(jié)殼程高壓時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置膨脹節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)后端結(jié)構(gòu)

后端結(jié)構(gòu)（S、T）為兩種常見浮頭式結(jié)構(gòu)兩者適用于管殼程需進(jìn)行機(jī)械清洗的場(chǎng)合，布管方式采用正方形或轉(zhuǎn)角正方形T形結(jié)構(gòu)在不拆卸后端結(jié)構(gòu)的情況下即可抽出管束在相同的布管限定圓要求前提下，浮頭式換熱器直徑更大鍛件較多，經(jīng)濟(jì)型較差殼程介質(zhì)存在應(yīng)力腐蝕傾向時(shí)，著重考慮選材S形結(jié)構(gòu)的鉤圈為剖分結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度較差后端結(jié)構(gòu)

后端結(jié)構(gòu)（P、W）為填料函式結(jié)構(gòu)P形結(jié)構(gòu)只密封殼程介質(zhì)，W形結(jié)構(gòu)分隔密封管、殼程介質(zhì)，填料密封為外密封結(jié)構(gòu)，因此填料函式適用于殼程低參數(shù)、殼程介質(zhì)泄漏對(duì)環(huán)境無(wú)危害的場(chǎng)合

后端結(jié)構(gòu)U為U形管式結(jié)構(gòu)設(shè)備只有一塊管板，適用于管殼程溫差較大的場(chǎng)合管板可與管箱、殼體法蘭連接或焊接連接尤其適合管程高壓的場(chǎng)合不適合于管程需要進(jìn)行機(jī)械清洗的場(chǎng)合或需要考慮管程介質(zhì)對(duì)彎管段的沖蝕腐蝕的場(chǎng)合對(duì)于小直徑設(shè)備，堵管對(duì)設(shè)備的工藝性影響較大平蓋管箱，公稱直徑500mm，管程和殼程設(shè)計(jì)壓力均為1.6MPa，公稱換熱面積54m2，碳素鋼換熱管符合NB/T47019的規(guī)定,外徑25mm，管長(zhǎng)6m，4管程，單殼程的鉤圈式浮頭換熱器，其型號(hào)為AES500-1.6-54-6/25-4Ⅰ封頭管箱，公稱直徑700mm，管程設(shè)計(jì)壓力為2.5MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力均1.6MPa，公稱換熱面積200m2，碳素鋼換熱管符合NB/T47019的規(guī)定,外徑25mm，管長(zhǎng)9m，4管程，單殼程的固定管板式頭換熱器，其型號(hào)為

BEM700-2.5/1.6-200-9/25-4Ⅰ換熱器的型號(hào)表示方法封頭管箱，公稱直徑500mm，管程設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，公稱換熱面積75m2，不銹鋼換熱管符合GB13296的規(guī)定,外徑19mm，管長(zhǎng)6m，2管程，單殼程的U形管式換熱器，其型號(hào)為

BIU500-4.0/1.6-75-6/19–2Ⅰ平蓋管箱，公稱直徑600mm，管程和殼程設(shè)計(jì)壓力均為1.0MPa，公稱換熱面積90m2，低合金鋼換熱管符合NB/T47019的規(guī)定,外徑25mm，管長(zhǎng)6m，2管程，雙殼程的填料函浮頭換熱器，其型號(hào)為

AFP600-1.0-90-6/25–2/2Ⅰ換熱器的型號(hào)表示方法換熱器的型號(hào)表示方法平蓋管箱，管箱內(nèi)直徑600mm，圓筒內(nèi)直徑1200mm，管程設(shè)計(jì)壓力2.5MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力1.0MPa，公稱換熱面積90m2，碳素鋼換熱管符合GB9948高級(jí)的規(guī)定,外徑25mm，管長(zhǎng)6m，2管程的可抽式釜式重沸器，其型號(hào)為AKT600/1200-2.5/1.0-90-6/25–2Ⅱ封頭管箱，公稱直徑1200mm，管程設(shè)計(jì)壓力為2.5MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力均為1.0MPa，公稱換熱面積610m2，碳素鋼換熱管符合GB9948高級(jí)的規(guī)定,外徑25mm，管長(zhǎng)9m，4管程，無(wú)隔板分流殼體的鉤圈式浮頭冷凝器，其型號(hào)為BJS1200-2.5/1.0-610-9/25-4Ⅱ封頭管箱，公稱直徑800mm，管程和殼程設(shè)計(jì)壓力均為0.6MPa，公稱換熱面積150m2，較高級(jí)H68A銅換熱管符合GB/T1527的規(guī)定，外徑22mm，管長(zhǎng)6m，4管程，單殼程固定管板式換熱器，其型號(hào)為BEM800-0.6-150-6/22Cu-4b3≥0.25d管殼式熱交換器殼程流體的無(wú)相變傳熱效率、引發(fā)流體誘導(dǎo)振動(dòng)的成因及換熱管與管板強(qiáng)度脹的質(zhì)量核心在于換熱管的精度等級(jí)及與其匹配的折流板（支持板）管孔和管板管孔的精度。Ⅰ級(jí)管束換熱管精度符合NB/T47019.1~NB/T47019.8中熱交換器用管的要求。Ⅱ級(jí)管束GB5310、GB9948中的冷拔（軋）高級(jí)鋼管新版151Ⅰ級(jí)管束的換熱管與管板管孔的配合精度達(dá)到TEMA技術(shù)要求；Ⅱ級(jí)管束達(dá)到GB151-1999Ⅰ級(jí)管束的要求。管束要求換熱管

不允許采用流體輸送用鋼管作為換熱管（GB/T8163、GB/T14976、GB/T12771）增加了鎳、鋯及其合金允許采用焊接管、高效換熱管對(duì)鋼制管束換熱管的精度要求重新進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ級(jí)分類。原來(lái)GB151是有一個(gè)矛盾的地方，在表10中沒(méi)有直徑55mm的換熱管，但在表11中又出現(xiàn)了直徑55mm的換熱管。標(biāo)準(zhǔn)中Φ19換熱管外徑公差及與管板配合精度的對(duì)比管孔的配合原則鋼制Ⅰ級(jí)管束按NB/T47019.1~NB/T47019.8《鍋爐、熱交換器用管訂貨技術(shù)條件》和TEMA的標(biāo)準(zhǔn)配合鋼制Ⅱ級(jí)管束采用國(guó)內(nèi)鋼管標(biāo)準(zhǔn)高精度級(jí)，相當(dāng)于GB151-1999鋼制Ⅰ級(jí)管束配合要求鋁換熱管得外徑偏差基本和高精度級(jí)鋼管相同，而鋁管和管板以脹接連接為主，所以管子與管板孔的配合上采用了鋼制Ⅰ級(jí)管束的配合。由于鋁比鋁合金相對(duì)軟一些，脹接難度較大，管板折流板管孔的允許偏差稍嚴(yán)。ＧＢ／Ｔ８８９０－２００７銅合金管全部為負(fù)偏差，銅合金換熱管與管板基本上采用脹接，為避免過(guò)脹，管板孔的名義尺寸及允許偏差比鋼制Ⅰ級(jí)管束更小。鈦換熱管與管板一般采用焊接加貼脹。在保證采用鋼制Ⅰ級(jí)管束配合間隙的前提下給出了與鈦管配合的管板孔和折流板孔的名義尺寸和允許偏差。鎳、鋯及其合金換熱管與管板的配合間隙與鈦管基本相當(dāng)。Ⅰ級(jí)管束管板的管孔公稱直徑及允許偏差GB151-2014Ⅰ級(jí)管束管板的管孔公稱直徑及允許偏差GB151-1999Ⅱ級(jí)管束管板的管孔公稱直徑及允許偏差GB151-2014Ⅱ級(jí)管束管板的管孔公稱直徑及允許偏差GB151-1999鋁和鋁合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014鋁換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-1999鋁合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-1999銅和銅合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-1999銅合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014銅換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014鈦和鈦合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-1999鈦和鈦合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014鎳和鎳合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014鋯和鋯合金換熱管的管板管孔直徑及允許偏差GB151-2014管板孔與換熱管間隙對(duì)比折流板孔與換熱管間隙對(duì)比GB151-2014關(guān)于管孔GB151-2014關(guān)于折流板管孔和支持板管孔GB151-1999關(guān)于特種材料折流板管孔管箱平蓋厚度計(jì)算無(wú)分程隔板時(shí)的管箱平蓋厚度計(jì)算公式操作時(shí)：預(yù)緊時(shí)：有分程隔板時(shí)的管箱平蓋厚度計(jì)算公式撓度校核y≤[Y]DN≤600mm，[Y]=0.8mm；DN>600mm，[Y]=DN/800mm，且不大于2.0mm。GB151-1999DN≤600mm，Y=0.75mm；DN>600mm，Y=DN/800mm。GB151-1999GB151-1999用撓度的推薦值直接代入，新版標(biāo)準(zhǔn)改成公式計(jì)算；對(duì)于大直徑的管殼式換熱器，提高了要求。最小厚度（包括了圓筒、凸形封頭）GB151-1999碳素鋼、低合金鋼制圓筒的最小厚度高合金鋼制圓筒的最小厚度在GB151-2014中考慮了分程隔板雙面處于介質(zhì)的腐蝕環(huán)境，雙面腐蝕減薄的危害毋庸置疑。分程隔板的名義厚度應(yīng)不小于下表的規(guī)定。GB151-1999管箱分程隔板的最小厚度GB151-2014管箱分程隔板的最小名義厚度GB151-1999管箱分程隔板GB151-20146結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7設(shè)計(jì)計(jì)算換熱管與管板的連接方式采用以下型式或其組合：強(qiáng)度脹接貼脹全強(qiáng)度焊接部分強(qiáng)度焊接密封焊接內(nèi)孔焊接全強(qiáng)度焊接接頭限定焊角高不得小于換熱管壁厚的1.4倍；部分強(qiáng)度焊接接頭限定焊角高不得小于換熱管壁厚的1.0倍；強(qiáng)度脹接強(qiáng)度焊接脹焊并用內(nèi)孔焊規(guī)定了脹度的要求k----脹度（管壁減薄率），%；d1----換熱管脹前內(nèi)直徑，mm；d2----換熱管脹后內(nèi)直徑，mm；δ----換熱管壁厚，mm；b----換熱管與管板管孔的徑向間隙（管孔直徑減換熱管的外徑），mm；GB151-1999GB/T151-2014內(nèi)孔焊適用于換熱管軸向載荷較大及避免間隙腐蝕的場(chǎng)合對(duì)接接頭應(yīng)為全焊透的結(jié)構(gòu)型式對(duì)接接頭的拉伸許用應(yīng)力應(yīng)不小于換熱管和管板材料許用應(yīng)力較小值的0.85倍強(qiáng)度焊接及內(nèi)孔焊接接頭應(yīng)按NB/T47014（JB/T4708）進(jìn)行焊接工藝評(píng)定GB151-2014GB151-1999管板的設(shè)計(jì)管板的修訂內(nèi)容管板厚度影響管板應(yīng)力的因素管板設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要參數(shù)管板的連接方式U形管換熱器管板計(jì)算浮頭式和填函式換熱器管板計(jì)算GB151中帶膨脹節(jié)固定式換熱器管板計(jì)算方法的改進(jìn)GB151固定式換熱器管板應(yīng)力計(jì)算與校核方法的改進(jìn)固定式換熱器管板計(jì)算雙管板計(jì)算波紋管換熱器管板計(jì)算拉撐管板計(jì)算撓性管板計(jì)算管板的修訂管板計(jì)算的編寫方法重新進(jìn)行了調(diào)整將管板的最小厚度、管板有效厚度納入；增加了不同管子排列方式的隔板槽面積Ad計(jì)算公式；調(diào)整了換熱管軸向許用壓縮應(yīng)力的安全系數(shù)；改變了U形管換熱器的計(jì)算參數(shù)：由1/ρt改為ρt；明確了填料函式換熱器的計(jì)算方法僅適用于P型后端結(jié)構(gòu)形式；對(duì)浮頭式、填料函式換熱器的計(jì)算用GWE曲線進(jìn)行了重新計(jì)算、繪制；對(duì)于固定管板換熱器，考慮了膨脹節(jié)內(nèi)殼體壓力的軸向作用載荷對(duì)管板等各元件應(yīng)力的影響，修改了計(jì)算公式；管板的修訂增加了固定管板換熱器設(shè)計(jì)條件的危險(xiǎn)組合工況：殼程、管程壓力同時(shí)作用下的兩種組合工況；對(duì)于固定管板換熱器的計(jì)算方法，為使管板應(yīng)力計(jì)算更符合實(shí)際情況，調(diào)整了其適用參數(shù)范圍及管板最大應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容：——以計(jì)算公式替代了C′、C″、ω′、ω″曲線圖——以全新的fr曲線圖替代了Gli、Gle曲線圖相應(yīng)調(diào)整了計(jì)算表格的內(nèi)容更新了全部曲線圖增加了雙管板設(shè)計(jì)要求增加了換熱管為波紋管時(shí)管板的設(shè)計(jì)計(jì)算a型：管板通過(guò)螺柱、墊片與殼體法蘭和管箱法蘭連接b型：管板直接與殼程圓筒和管箱圓筒形成整體結(jié)構(gòu)c型：管板與殼程圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分形成凸緣被夾持在活套環(huán)與管箱法蘭之間d型：管板與管箱圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分形成凸緣被夾持在活套環(huán)與殼體法蘭之間e型：管板與殼程圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分兼作法蘭，用螺柱、墊片與管箱連接f型：管板與管箱圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分兼作法蘭，用螺柱、墊片與殼體法蘭連接管板的連接形式管板的最小厚度管板與換熱管采用脹接連接時(shí)，管板的最小厚度δmin（不包括腐蝕裕量）按如下規(guī)定：易爆及毒性程度為極度危害、高度危害的介質(zhì)場(chǎng)合，管板的最小厚度應(yīng)不小于換熱管外徑d；其他場(chǎng)合的管板最小厚度d≤25時(shí)，δmin≥0.75d；25<d<50時(shí)，δmin≥0.70d；d≥50時(shí)，δmin≥0.65d。管板與換熱管采用焊接連接時(shí)，管板的最小厚度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造要求，且不小于12mm。復(fù)合鋼板覆層最小厚度及相應(yīng)要求管板與換熱管焊接連接的復(fù)合鋼板，其覆層的厚度應(yīng)不小于3mm。對(duì)有耐腐蝕要求的覆層，還應(yīng)保證距覆層表面深度不小于2mm的覆層化學(xué)成分和金相組織符合覆層材料標(biāo)準(zhǔn)的要求；采用脹接連接的復(fù)合鋼板，其覆層的厚度應(yīng)不小于10mm，并應(yīng)保證距覆層表面深度不小于8mm的覆層化學(xué)成分和金相組織符合覆層材料標(biāo)準(zhǔn)的要求。管板有效厚度整體管板的有效厚度管板的有效厚度系指管程分程隔板槽底部的管板厚度減去下列二者厚度之和：管程腐蝕裕量超過(guò)管程隔板槽深度的部分；殼程腐蝕裕量與管板在殼程側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽深度二者中的較大者。復(fù)合管板的有效厚度覆層與基層的結(jié)合要求符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)（堆焊或爆炸復(fù)合），其覆層厚度可計(jì)入復(fù)合管板的有效厚度中，當(dāng)覆層材料的強(qiáng)度低于基層材料時(shí)，應(yīng)以覆層當(dāng)量厚度計(jì)入復(fù)合管板的有效厚度中。當(dāng)量厚度為影響管板設(shè)計(jì)（應(yīng)力）的實(shí)際因素管束對(duì)管板的支撐作用；管孔對(duì)管板的削弱作用；管板周邊不布管區(qū)的折算方法；法蘭變形時(shí)，其橫截面的形狀不變，而只是環(huán)繞截面形心的轉(zhuǎn)動(dòng)；殼壁的軸向位移和管束、管板系統(tǒng)的軸向位移應(yīng)在管板周邊處協(xié)調(diào)一致；管板周邊的轉(zhuǎn)角，應(yīng)受殼體、法蘭、管箱、螺栓、墊片系統(tǒng)的約束，其轉(zhuǎn)角在連接部位處應(yīng)協(xié)調(diào)一致；當(dāng)管板兼作法蘭時(shí)，考慮了法蘭力矩的作用對(duì)管板應(yīng)力的影響。為了保證密封，對(duì)于延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板，還須校核法蘭應(yīng)力，此時(shí)計(jì)算法蘭力矩時(shí)考慮了管板和法蘭共同承受外加力矩，因而法蘭所承受的力矩將有所折減；壓力和法蘭力矩引起的管板應(yīng)力為一次彎曲應(yīng)力，殼體與管子的溫度膨脹差引起的管板應(yīng)力為二次應(yīng)力。管板設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要參數(shù)金屬溫度：對(duì)于換熱器的圓筒和換熱管沿軸向是變化的，一般只能取圓筒和換熱管沿軸向金屬溫度的平均值。主要取決于環(huán)境、流體溫度以及各側(cè)的換熱系數(shù)，通過(guò)傳熱計(jì)算確定。沿長(zhǎng)度平均的殼程圓筒金屬溫度和換熱管金屬溫度對(duì)于固定管板式換熱器的設(shè)計(jì)具有重要的影響，他們與殼程圓筒和換熱管材料的熱膨脹系數(shù)一起決定了圓筒和換熱管之間的熱膨脹差大小，從而影響了管板的計(jì)算應(yīng)力和厚度、圓筒和換熱管的軸向應(yīng)力、管板與換熱管的連接拉脫力等。管板布管區(qū)當(dāng)量直徑：布管區(qū)是一個(gè)不規(guī)則多邊形，用一個(gè)當(dāng)量圓形布管區(qū)去代替不規(guī)則多邊形布管區(qū)，當(dāng)量直徑的取值應(yīng)使管子對(duì)管板的支承作用面積相等。每根管子對(duì)管板的支承作用面積：三角形排列時(shí)，以管孔圓心為中心、以中心距S為其內(nèi)切圓直徑的正六邊形面積，0.866S2；正方形排列時(shí)，以管孔圓心為中心、以中心距S為邊長(zhǎng)的正方形面積，S2

管板設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要參數(shù)布管區(qū)范圍內(nèi)未能被換熱管支承的面積管子加強(qiáng)系數(shù)（固定管板換熱器）管束模數(shù)——反映了管束作為彈性基礎(chǔ)對(duì)管板的加強(qiáng)作用管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度ρt管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑和直徑2R之比浮頭、填料函固定管板增加了轉(zhuǎn)角三角形和轉(zhuǎn)角正方形兩種排列方式下隔板槽面積的計(jì)算方法隔板槽面積——因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支承的面積。

U形管換熱器管板的計(jì)算方法U形管換熱器管板的計(jì)算方法（a型）ρt代替了1/ρtρt——管板布管區(qū)當(dāng)量直徑Dt與直徑2R之比GB151-2014GB151-1999U形管換熱器管板的計(jì)算方法（b、c、d型）殼程圓筒殼常數(shù)管箱圓筒殼常數(shù)殼程圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)開孔前的抗彎剛度U形管換熱器管板的計(jì)算方法（b、c、d型）由和ρt查得Cc、Ce、CM確定管板設(shè)計(jì)壓力計(jì)算管板中心處、布管區(qū)周邊處、管板邊緣處的徑向應(yīng)力計(jì)算換熱管軸向應(yīng)力U形管換熱器管板的計(jì)算方法（e、f型）對(duì)于e型連接方式對(duì)于f型連接方式由和ρt查得Cc、Ce、CM計(jì)算管板中心處、布管區(qū)周邊處、管板邊緣處的徑向應(yīng)力

基本法蘭力矩

按照GB150.3-2011第7章確定操作工況下

的法蘭力矩

計(jì)算不同工況下法蘭的預(yù)緊力矩Mfo三種作用工況計(jì)算法蘭預(yù)緊力矩Mfo引起的在管板中心處、布管區(qū)周邊處、管板邊緣處的徑向應(yīng)力計(jì)算不同工況下法蘭的設(shè)計(jì)力矩Mws計(jì)算管板延長(zhǎng)部分的法蘭應(yīng)力GB151-2014表7-8GB151-2014表7-9GB151-2014表7-10浮頭式與填函式換熱器的管板計(jì)算浮頭式與填函式換熱器的管板計(jì)算管板布管區(qū)開孔后的面積管束模數(shù)管束無(wú)量綱剛度確定管板設(shè)計(jì)壓力對(duì)于浮頭式換熱器(S、T型后端結(jié)構(gòu))對(duì)于填函式換熱器(P型后端結(jié)構(gòu))計(jì)算無(wú)量綱壓力浮頭式換熱器管板計(jì)算僅適用于a型管板；b、c、d型管板按JB4732管板計(jì)算厚度對(duì)于浮頭式換熱器(S、T型后端結(jié)構(gòu))對(duì)于填函式換熱器(P型后端結(jié)構(gòu))換熱管與管板連接拉脫力對(duì)于W型后端結(jié)構(gòu)型式填函式換熱器管板，不必進(jìn)行本節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)力校核浮頭式與填函式換熱器的管板計(jì)算固定管板式熱交換器管板計(jì)算方法固定管板式換熱器管板計(jì)算固定管板式換熱器管板計(jì)算的適用范圍b、c型連接方式的不帶法蘭的管板；e型連接方式的延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板；管板周邊不布管區(qū)較窄，參數(shù)范圍：

K<2.0時(shí)，k≤1.0且ρt≥0.7；

K≥2.0時(shí)，k≤1.0且ρt≥0.8。設(shè)計(jì)條件的危險(xiǎn)組合固定管板式換熱器管板計(jì)算確定管板布管方式和各元件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算下列參數(shù)殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積管板開孔后的面積圓筒殼壁金屬橫截面積管束模數(shù)殼體不帶波形膨脹節(jié)時(shí)，換熱管束與圓筒的剛度比固定管板式換熱器管板計(jì)算延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板計(jì)算下列參數(shù)殼體法蘭或管箱法蘭的寬度管束周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度換熱管加強(qiáng)系數(shù)殼程圓筒殼常數(shù)管箱圓筒殼常數(shù)固定管板式換熱器管板計(jì)算殼程圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)查圖（管板第一彎矩系數(shù)）計(jì)算GB151-2014圖7-12GB151-2014圖7-13固定管板式換熱器管板計(jì)算查圖得出m2或者m2/Qex

對(duì)于延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板，查圖計(jì)算法蘭力矩折減系數(shù)法蘭力矩變化系數(shù)管板邊緣力矩變化系數(shù)計(jì)算（管板第二彎矩系數(shù)）GB151-2014圖7-14a）GB151-2014圖7-14b）固定管板式換熱器管板計(jì)算換熱管與殼程圓筒的熱膨脹變形差當(dāng)量壓力組合有效壓力組合邊界效應(yīng)壓力組合邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù)基本法蘭力矩系數(shù)管程壓力操作工況下的法蘭力矩系數(shù)管板邊緣力矩系數(shù)固定管板式換熱器管板計(jì)算1）m≥0.9，計(jì)算frb2）0.3≤m<0.9（即K<1.5時(shí)，m>0.2，K≥1.5時(shí)，m>0.3），確定fri、frb管板邊緣剪切系數(shù)管板周邊總彎矩系數(shù)確定fr3）-3≤m<0.34）m<-3（管板徑向彎矩系數(shù)）（管板布管區(qū)周邊的徑向彎矩系數(shù)）管板布管區(qū)內(nèi)部的最大徑向彎矩系數(shù)固定管板式換熱器管板計(jì)算確定G1值管板最大徑向應(yīng)力系數(shù)管板徑向應(yīng)力系數(shù)管板最大徑向應(yīng)力管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力殼程圓筒軸向應(yīng)力換熱管軸向應(yīng)力（位于管束周邊處換熱管軸向應(yīng)力）換熱管與管板連接的拉脫力固定管板式換熱器管板計(jì)算對(duì)于延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板，還應(yīng)校核延長(zhǎng)部分的法蘭應(yīng)力殼體法蘭力矩系數(shù)接受準(zhǔn)則1）管板布管區(qū)內(nèi)部的最大徑向彎矩系數(shù)1≤K≤6時(shí)，查圖獲得fri當(dāng)K超過(guò)曲線范圍，K<1時(shí)，K>6時(shí)，2）邊緣彎矩折減系數(shù)當(dāng)ρt<0.8則以ρt=0.8計(jì)算k和管板布管區(qū)周邊的徑向彎矩系數(shù)固定管板式換熱器管板計(jì)算fri、frb的確定固定管板式換熱器管板計(jì)算fri、frb的確定換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力[σ]cr的計(jì)算殼程圓筒分段時(shí)的管板計(jì)算端部殼程圓筒與中部殼程圓筒材料的彈性模量的差別在工程允許范圍內(nèi)端部殼程圓筒與中部殼程圓筒的中面重合在殼程壓力作用下，由于殼程端部與中部圓筒厚度差在連接處會(huì)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，但其所引起的殼程圓筒軸向位移與相應(yīng)的軸拉力引起的軸向位移相比可以略去