GB热交换器解读
板式换热器国家标准
板式换热器国家标准一、引言板式换热器作为一种常用的换热设备，在工业生产和日常生活中起到了重要的作用。
为了保证各类板式换热器的设计、制造和使用的质量和安全性，我国颁布了相关的国家标准，旨在规范和指导板式换热器的生产和使用。
二、国家标准内容我国的国家标准GB/T 12895-2019《板式换热器技术条件》规定了板式换热器的技术要求、试验方法、验收规则和使用注意事项等内容。
1. 技术要求：标准规定了板式换热器的设计、材料、加工及质量要求。
包括板式换热器的结构、换热面积、金属材料的选择和性能要求等。
2. 试验方法：标准规定了板式换热器的试验方法和评定标准。
包括对板式换热器的静态水压试验、压力脉冲试验、冷凝水密封试验等。
3. 验收规则：标准规定了板式换热器的验收规则，包括对板式换热器的外观、尺寸、工作性能和标志等进行验收。
4. 使用注意事项：标准还对板式换热器的使用注意事项进行了规定，包括板式换热器的安装、调试、操作和维护等。
三、国家标准的重要性国家标准对于确保板式换热器的质量和安全性起到了重要的作用。
1. 规范了行业生产：国家标准规定了板式换热器的设计和制造要求，能够规范行业生产水平，提高板式换热器的质量。
2. 保障了使用安全：国家标准对板式换热器的使用进行了规定，能够提供操作人员的安全保障，降低事故风险。
3. 方便了市场交流：有了国家标准作为依据，生产企业和用户之间的交流更加方便，能够提高板式换热器的通用性和互换性。
四、结论国家标准对于板式换热器的设计、制造和使用具有重要的指导意义。
通过严格遵守国家标准，能够提高板式换热器的质量和安全性，促进行业的协调发展。
同时，国家标准的制定也需要与时俱进，及时更新和完善，以适应新技术、新材料和新工艺的发展。
五、国家标准的主要内容解析1. 技术要求：国家标准GB/T 12895-2019《板式换热器技术条件》明确了板式换热器的技术要求。
其中包括了换热器的尺寸、材料、传热系数等方面的要求。
《热交换器》
《热交换器》作者：来源：《品牌与标准化》2015年第06期《热交换器》标准编号：GB/T 151-2014范围：本标准规定了金属制热交换器的通用要求，并规定了管壳式热交换器材料、设计、制造、检验、验收及安装、使用的要求。
本标准的通用要求适用于管壳式热交换器及其他结构型式热交换器，本标准的所有内容适用于管壳式热交换器。
本标准适用的设计压力：a）管壳式热交换器的设计压力不大于35Mpa；b）其他结构型式热交换器的设计压力按相应引用标准确定。
本标准适用的设计温度：a）钢材不得超过GB 150.2-2011列入材料的允许使用温度范围；b）其他金属材料按相应引用标准中列入材料的允许使用温度确定。
本标准中管壳式热交换器适用的公称直径不大于4000mm，设计压力（MPa）与公称直径（mm）的乘积不大于2.7X104。
超出该条范围的管壳式热交换器，可参照本标准进行建造。
本标准不适用于下列热交换器：a）直接火焰加热的热交换器；b）烟道式余（废）热锅炉；c）核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的热交换器；d）非金属制热交换器；e）制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的热交换器。
热交换器界定范围：a）热交换器与外部管道连接；b）接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件；c）非受压元件与受压元件的连接焊缝；d）直接连接在热交换器上的非受压元件如支座、垫板等；e）安装在热交换器上的超压泄放装置。
发布/实施日期：2014-12-05/2015-05-01发布单位：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会标准修订状况：本标准代替GB 151-1999《管壳式换热器》。
标准修订内容：本标准与GB 151-1999相比，主要技术变化如下：——修改了标准名称，扩大了标准适用范围；——修订了管壳式热交换器的适用参数范围；——增加了热交换器传热计算的基本要求；——提高了管壳式换热器管束的尺寸精度要求；——修订了换热管与管板的连接；——修订了单管板设计计算，增加了双管板设计计算；——增加了附录A“标准的符合性声明及修订”；——将GB 151-1999附录F“壁温计算”修订为附录B“管壳式热交换器传热计算”；——修订了附录C“流动诱发振动”；——增加了附录D“常见流体的物理性质数据”；——增加了附录E“污垢热阻”；——增加了附录F“金属导热系数”。
(整理)gb151-《热交换器》编制说明.
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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管壳式换热器讲义
GB151-1999 管壳式换热器GBl51―1999《管壳式换热器》规定了管壳式换热器在设计、制造、检验要求。
1 GBl51适用范围1.1 适用参数GBl51规定了标准的适用参数范围见表1.1。
表中同时列出了国外常用管壳式换热器的标准。
表1.1 适用参数范围标准DN (mm) PN (MPa) DN·PN 注GB 151 ≤2600 ≤35 ≤17500 （1）TEMA ≤2540（100”）≤20.684（3000psi）≤17500（100000）（2）ASMEⅧⅠ没有具体参数规定，主要提供了U型和固定管板的设计计算规则。
UHX篇API660ISO 16812 没有具体参数规定，体现用户对换热器的要求。
（1）GB 151中1.2：超出上述参数范围的换热器也可参照本标准进行设计与制造。
（2）TEMARCB-1.11 规定这些参数的意图是限定壳壁最厚约为3（76mm）、双头螺栓的最大直径为4″（102mm）。
是对换热器制造商的要求。
（3）上述各标准，均适用于固定、U形、浮头、填函式换热器。
（4）TEMA将换热器按使用场所分为三级，“R”---用于石油及一般工艺过程的严格要求场合；“C”---用于工业及一般工艺过程的中等要求场合；“B”---用于化工过程场合标准限定最大设计参数范围是为了避免过于笨重的、结构上的不合理设计。
对于超出上述参数范围的换热器，特别是工程中可能遇到的中、低压大直径(超过DN2600mm)换热器，作为设备整体在结构尺寸合理设计的前提下完全可以应用标准给出的设计原则。
对于管壳式换热器的关键零部件管板的设计计算，GB 151对管板进行了尽可能详尽的力学分析，从本质上讲可以认为就是一种分析设计方法，只是为了能够利用图表公式进行计算在公式推导过程中作了某些简化和结构参数的限定，完全可以用于更大设计参数的管板设计。
仅对管板等个别零部件进行应力分析计算并不等于对换热器进行“应力分析设计”。
《热交换器》标准宣贯讲义 word版
GB/T 151—2014《热交换器》简介一、修订历程GB/T151作为压力容器标准体系中的主要标准和热交换器的基础标准，应与新版《固定压力容器安全技术监察规程》（以下简称“《固容规》”）和基础标准GB 150-2011《压力容器》相协调，并体现技术进步的变化和行业发展的实际需求。
全国锅炉压力容器标准化技术委员会于2009年提出修订工作规划，并列入国家标准修订计划。
2009年7月召开了压力容器标准体系主要修订协调安排会；2010年4月18日，GB 151修订启动会召开；2011年11月召开了标准草案首次审查会；2012年6月召开征求意见稿审查会，根据审查协调意见，形成征求意见稿。
2012年7月全国锅炉压力容器标准化技术委员会在网上公开征求意见，与此同时选择了部分设计、制造、检验单位重点征求意见。
2012年9月-12月，工作组对征求意见进行梳理、处理，形成标准审查稿。
2013年4月召开了标准送审稿审查会，对关键问题进行了充分谈论审查，与会专家原则同意标准审查稿的内容，针对送审稿提出条文意见审查，标准工作组根据会议审查意见进行修改，2013年7月召开了标准报批稿审查协调会，就标准中重点问题进行讨论确认。
2013年9月，形成报批稿。
2014年9月，国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合批准发布。
二、修订原则1、与《固容规》相协调按照特种设备法规与技术标准体系架构，TSG 80004-2009《固容规》规范压力容器安全基本要求，压力容器技术标准规范产品建造要求，本标准的修订内容应与其相协调一致。
2、与GB 150的关系GB 150《压力容器》标准作为压力容器行业的基础标准，给出压力容器建造的通用要求，包括材料、设计、制造检验与验收等内容。
GB/T 151《热交换器》从属压力容器范畴，其理论基础、安全系数、许用应力和材料选择、通用制造要求等方面与GB 150相同。
凡属于压力容器的通用内容，本标准不再赘述。
GB151-2014 热交换器
温度高于或者等于其标准沸点的液体。
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
相关标准 GB150-2011《压力容器》
——压力容器行业基础标准 ——给出了压力容器建造的通用要求，包括材料、设计、 制造检验与验收等内容
1、本标准适用的设计压力 1.1、钢制容器不大于35MPa。 1.2、 其他金属材料制容器按相应引用标准确定。 2、本标准适用的设计温度范围 2.1 设计温度范围：－269℃～900℃。 2.2 钢制容器不得超过按GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。 2.3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定
换器管
换器管
8.3.2 管端清理长度： 焊接时：不小于换热管外径，且不小于25mm 胀接时：不小于强度胀接长度，且不得影响胀接质量 （不小于两倍管板厚度） 双管板时：按设计文件规定 8.3.3.3 U形管的弯制： U形管弯制后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压 力（管、壳程试验压力的高值）（新增） 8.3.4换热管的拼接（换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接） b）最短直管段长不应小于300mm，且应大于管板厚度50mm以上。 f）对接接头100%射线检测，合格级别不低于Ⅲ级，检测技术等级不低于AB级。 （抽检10%，不合格加倍，再100%） g）对接后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压力（管、 壳程试验压力的高值）（设计压力2倍液压试验）
换热管与管板的连接
6.6.4内孔焊（新增） 适用于大口径换热管
其他
增加了热交换器传热计算的基本要求 修订了单管板设计计算，增加了双管板设 计计算 增加振动计算
热交换器的标准
4.2 拉杆和定距管
• 拉杆和定距管结构
• 拉杆直径和数量的选取
4.3 纵向隔板
纵向隔板可增加壳程，以增加壳侧流体的速度和壳侧换热。 但是，其安装难度较大。两个以上纵向隔板在实中不可行。
5. 分程管板
一般来说，热交换器的管程分为若干流程，以用来增加管内流体的速度和对流传 热系数，同时减小污垢阻力。但是，对应的压降也增加了。
固定管板式热交换器
U型管式热交换器
浮头式热交换器-1
浮头式热交换器-2
填料函式热交换器
浮头和双管板
它特别的应用于高腐蚀性流体，或是用于避免不同食物产品之间味道的感染。
管壳式热交换器的主要部件 是管束，壳体，前端管箱, 后端管箱,折流板, 管板等 等。
TEMA标准 Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会）
热交换器的型号: XXXDN-Pt/Ps-A-LN/d-Nt/Ns I(II)
2．管束
a. 管子在管板上的固定 胀管法，焊接法，胀焊法并用 胀管法公称压力PN≤ 4 MPa，温度T≤300 0C
b. 管子在管板上的排列 三角形法，正方形法，同心圆法，转角正方形排列法
等边三角形排列更加紧凑，使得壳直径变小。所以，它倾向于被用在两种流体 之间的工作压力很大时的情况。
热交换器的标准
TEMA (管式交换器制造商协会) 美国标准
JIS B 8249 日本标准
BS 5500 英国标准
AD
德国标准
中国, GB 151-1999《钢制管壳式换热器》
适用范围：
1）公称直径DN≤2600 mm
2）公称压力DP≤35 MPa
3）DN x PN< =1.75x104
GBT 151-2014 热交换器讲解
戴季煌
热交换器2015.01
第一部分GB151-2014
1.修改了标准名称，扩大了标准适用范围：
1.1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。并对安装、使用等提出要求。
1.2规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。
2.范围：
GB151-201X《热交换器》规定公称直径范围（DN≤4000mm，原为2600mm）、公称压力（PN≤35MPa）及压力和直径乘积范围（PN×DN≤2.7×104，原为1.75×104）。并且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）。
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。
9.2.1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。
例约定项目中晶间腐蚀试验，若介质易产生晶间腐蚀，钢管的材料要求，在设计文件中必须明确要求钢管在出厂检验时必须通过晶间腐蚀检验。
3）无缝和有缝不锈钢换热管订货技术条件
在NB/T47019.5-2011规定了GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》和GB/T24593《锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管》用作换热管时的订货技术条件。
剪切强度≥210MPa
1级，结合率100%
剪切强度≥210MPa
3级，2010
《压力容器用爆炸焊接复合板 第2部分：镍—钢复合板》
GBT 151-2014 热交换器讲解
9.3.1铝及铝合金
（1）设计参数：p≤16MPa，含镁量大于或等于3%的铝和铝合金，-269℃≤t≤65℃，其他牌号的铝和铝合金，-269℃≤t≤200℃；
（2）在低温下，具有良好的塑性和韧性；
（3）有良好的成型及焊接性能；
（4）铝和空气中的氧迅速生成Al2O3薄膜，故在空气和许多化工介质中有着良好的耐蚀性。
0.05～0.5
0.5～1.5
＞1.5
6.3腐蚀裕量的考虑原则
6.3.1各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。
6.3.2考虑两面腐蚀的元件：管板、浮头法兰、球冠形封头、分程隔板。
6.3.3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。
6.3.4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。
（7）用于制造压力容器壳体时，应在退火状态下使用。
9.3.4镍和镍合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
（2）有良好的低温性能，可用到-269℃；
（3）具有良好的耐腐蚀性能；
（4）具有良好的成型性能。
（5）用于制造压力容器受压元件时，应在退火或者固溶状态下使用。
9.3.5锆及锆合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
5.设计参数
5.1压力
5.1.1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。
5.1.2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。
剪切强度≥140MPa
GB／T151讲义xdk共21页文档
• 8.10.3 U形管
• 有应力腐蚀要求或要求消除残余应力时，碳素钢 和低合金钢U形换热管弯管段及至少150mm的直 管段应进行热处理。其他材料U形换热管弯管段 的热处理由供需双方协商。
GB/T 151-2019 热交换器
• 8.13 耐压试验和泄漏试验 • 8.13.1 热交换器耐压试验的顺序应符合本
• 6.14.4 非标设计时优先采用相关标准中的 法兰连接尺寸。
GB/T 151-2019 热交换器
• 8.3.4 换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接； 且应符合以下要求：
• a) 对接焊缝应进行焊接工艺评定，评定时试件的数量、尺 寸、试验方法符合NB/T 47014-2019(JB/T 4708)的规定；
氏体-铁素体型双相不锈钢制管箱、浮头盖可不进 行热处理。 • 8.10.1.4 设备法兰、分程隔板的密封面应在热处 理后加工。
GB/T 151-2019 热交换器
• 8.10.2 换热管与管板焊接接头 • 8.10.2.1 根据材料类别必须进行焊后热处理时，
可以采用局部热处理方法，但应保证整个管板面 加热均匀，且测温点不少于4个，每个象限至少1 个。
GB/T 151-2019 热交换器
• 6.14 设备及接管法兰 • 6.14.1 设备法兰的设计应符合GB 150.3-
2019的规定。
• 6.14.2 设备法兰优先采用NB/T 47021～ 47023、GB/T 29465中的法兰。
• 6.14.3 接管法兰优先采用HG/T 20592、 HG/T 20615中的法兰。
• e) 对接后进行通球检查，以钢球通过为合格，钢球直径应 按表8-1选取；
全热交换器国家标准GB／T21087—2007附录E.2测试方法探讨
（ 国家压 缩机 制冷设 备 质量 监督 检验 中心 ） ’ 中国质 量认证 中心） （
摘 要 全热 交 换 器 可 以解 决 新 风 带 来 的 能耗 增 加 的 问 题 ， 是 全 热 交 换 器 安 装 位 置 影 响 其 换 热 效 率 ， 但 如
提 高 了 室 内 空 气 品 质 （ 构 及 原 理 见 图 １和 结
图２ ）。
挂 钩 热 交换器 元件
部件盒
捧 风 风 扇
过滤 网（ 长效滤 网
图 １ 全 热 交 换通 讯 作 者 ： 世 龙 ， ｍａ ：ｓｇ ｉ ａ ｏ ．ｏ ． ｎ 戴 Ｅ ｉ ｄ ｌｍｐ＠ｙ ｈ ｏ ｃｒ ｃ ｌ ｎ
制
冷
与
空
调
第 ８卷
（ 向室 内供 气 ）
ｃ
篷
Ｅ （ 气） Ａ排
（ 内废气） 室
（ 废气排往壶外）
图 ２ 全 热 交换 器 结 构 图 ２ 风 挡
热交换 效 率要求 规 定 的“ 焓效 率” 温 度 效 率” 和“ 指
标 值 ， 定 全 热 交 换 器 是 否 满 足 标 准 要 求 ， 及 不 确 以
ａ ｄ Ｒｅｒｇ ｒ ｔｎ ｕｐ ｅ ｔ ｎ ｆｉｅ ａ ｉｇ Ｅｑ ｉｍ ｎ ）
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对GB／T151《热交换器》有关内容的再商榷——并联系JB4732(2005)附录Ⅰ的相关内容
化 工 设 备 与 管 道 ＰＲＯＣＥＳＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ ＰＩＰＩＮＧ
Ｖｌ ０１．５５ Ｎ ｏ．２ Ａｐｒ．２０１８
对 ＧＢ／Ｔ １ ５ １ 《热 交换 器 有 关 内容 的再 商榷
— — 并联 系ＪＢ ４７３２（２００５）附录Ｉ的相关 内容
弹性 基础 圆平 板 ：迭代
中图分 类号：ＴＱ０５０．２；ＴＨ１２１
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１００９—３２８１（２０１８）０２．００１９—００８
１ 问题 的 引起
在 ２０１２年 原 ＧＢ １５１准备修 改 之 际 ，本 人对 该 征 求 意见稿 共 提 出 了十余条 书 面意见 ，其 中包括 对 ＧＢ １ ５ １浮头式换 热器管 板不需试 算而 可 以直接 求取 提 出疑 问，以及 “对 固定 管板 式换 热器 ，受 载模 型 应 是两 块管 板 同样 厚度 、同样 周边 的支 承条 件 和 同 样 材 料 ， 由此 而 分析 得 出。所 以 国外 标 准 （ＡＳＭＥ 和 ＥＮ）在适用范 围和条件 中就明确规定 了这些 。ＧＢ １５１未提及 这点 ，建议补充 ”，“对浮动管板式 换热器 管板 ，其设计原理 除壳体 和管板 、管束 无固定 连接关 系外 ，两块管板通 过管束 固定相连 ，和 固定管板式的 管板受 载原 理相似 ，同样要按 弹性基 础圆平板理论进 行分 析 ”，并 建议将 固定管板式 换热器 的计 算工况 增 加 为 ７种 ，等 等 。ＧＢ／Ｔ １５１Ⅲ针对 笔 者所 提 的部 分 意见 作 出 了回应 ，在其 管板适 用 范 围的 ７．４．１．３条 中 补充 了 “并假设 ：热交换器两端 的管板具有 同样的材 料和相 同的厚度 ，对 于固定管板式热交换 器两块管板 还应具 有相 同的边界 支承条件 ”，意指对 固定管板式 换热器 ，因两块管板直径 总是相 同 ，不必对直 径另加 说 明，对浮头式换热器 ，两块管板 的直径 和周 边支承 条件则可 以不 同。但 ＧＢ／Ｔ １５１则 未引入 “应对浮动 管板 和 固定 端管 板二 者都 进行 计算 ”的表述 。对 固
热交换器 设计学习课件
（a） 图6-15 薄管板结构形式
（b）
（c）
（d）
图6-16 椭圆形管板
过程设备设计
以椭圆形封头作为管板，与换热器壳体焊接在一起。 受力情况比平管板好得多，可以做得很薄，有利于降 低热应力；适用于高压、大直径的换热器。
用于严格禁止管程 与壳程介质互相混 合的场合。
方法： 从短节排出 短节圆筒充入高于 管程、壳程压力的 惰性介质
箱盖 箱盖 箱箱盖盖
（2）（2）（2）（2） 箱箱盖盖箱盖 箱盖
(a()a)
(a(()aa())a)
(a)
（(bb）) （(bb）) （（(b(b）b)b）)(b)
图6-1((c8()(cc)c()(c))c)(((cc)c))
隔隔板板隔板 隔板
((dd(()()ddd))()d((d)d)()d)
据流体
p
t
腐蚀性
选 管材
金属: 碳钢/低合金钢/不锈钢/铜/钛 非金属:石墨/陶瓷/聚四氟乙烯
②管内流速: 使管内流体→达湍流, 提高传热效果
通常液体v=0.3～2m/s
气体v=8～25m/s
③结构尺寸: a.外径×壁厚 φ19×2、φ25×2.5和φ38×2.5mm无缝钢管
特点: 不产生σ△t / 结构简单 / 造价低 / 管束可抽出→管外清洗方便
缺点: 管束对管板无支撑作用，所需管板厚 / 管内清洗不便 / 常振动 / 管板布管少，管板利用率低 / 管外流体常短路 / 内层损坏不易更换，堵管后管子报废率高
(4)填料函式: 图6-13(d)(外浮头式) 结构: 浮头伸出壳外 / 浮头与壳体间用填料密封 填料函式密封
φ25×2和φ38×2.5mm不锈钢管
b.标准管长: 1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m
管壳式换热器 GB151讲义
管壳式换热器 GB151-1999一.适用范围 1.型式固定——P t 、P S 大，△t 小浮头、U 形——P t 大，△t 大*一般不用于MPa P D 5.2>，易燃爆，有毒，易挥发和贵重介质。
结构型式：外填料函式、滑动管板填料函、双填料函式（径向双道） 2.参数41075.1,35,2600X PN DN MPa P mm D N N ≤⨯≤≤。
参数超出时参照执行。
D N :板卷按内径，管制按外径。
3.管束精度等级——仅对CS ，LAS 冷拔换热管Ⅰ级——采用较高级，高级精度（通常用于无相变和易产生振动的场合） Ⅱ级——采用普通级精度 （通常用于再沸，冷凝和无振动场合） 不同精度等级管束在换热器设计中涉及管板管孔，折流板管孔的加工公差。
GB13296不锈钢换热管，一种精度，相当Ⅰ级；有色金属按相应标准。
4.不适用范围受直接火焰加热、受核辐射、要求疲劳分析、已有其它行业标准（制冷、造纸等）P D ＜0.1MPa 或真空度＜0.02MPa+二．引用标准1.压力容器安全技术监察规程——监察范围，类别划分*等*按管、壳程的各自条件划类，以其中类别高的为准，制造技术可分别要求。
*壳程容积不扣除换热管占据容积计，管程容积=管箱容积+换热管内部容积。
壳程容积=内径截面积X管板内侧间长度。
2. GB150-1998《钢制压力容器》——设计界限、载荷、材料及许用应力、各受压元件的结构和强度计算。
3.有关材料标准。
管材、板材、锻件等4.有关零部件标准。
封头、法兰（容器法兰、管法兰）紧固件、垫片、膨胀节、支座等三．设计参数1.有关定义同GB1502.设计压力Mpa分别按管、壳程设计压力，并取最苛刻的压力组合（一侧为零或真空）。
管板压差设计仅适用确能保证管、壳程同时升降压，如1）自换热 2）Pt P s均较高，操作又能绝对保证同时升降压。
3．设计温度℃0℃以上，设计温度≥最高金属温度。
0℃以下，设计温度≤最低金属温度。
《热交换器》 标准释义及算例
《热交换器》标准释义及算例
热交换器是一种能够进行热能交换的设备，通常用于调节流体的温度。
其工作原理是通过将两种流体分隔开来，通过热传导的方式，使得热量从一个流体传递到另一个流体。
热交换器通常由管道网络和热交换表面组成。
以下是一个热交换器的算例：
设热交换器中有两种流体，分别是热水和空气。
热水的进口温度为80°C，出口温度为50°C；空气的进口温度为20°C，出口温度为60°C。
热交换器的热效率为90%。
根据热交换器的热效率定义，可以得知热水和空气之间的热量转移比为：
(热水出口温度-热水进口温度) / (空气出口温度-空气进口温度) = 热效率
(50°C - 80°C) / (60°C - 20°C) = 0.9
解方程可得：
-30°C / 40°C = 0.9
解得：
-30°C = 0.9 * 40°C
-30°C = 36°C
这个结果不成立，说明所假设的热效率不能实现。
因此需要重新找到有效的热效率值，使这个方程成立。
这只是一个简单的热交换器算例，实际应用中的热交换器可能会更加复杂，包括更多的参数和条件。
热交换器的标准
小管径常用于传热面积较大的情况，大管径常用于冷凝器 和蒸发器中。
管长影响到热交换器的成本和工况。基本上，管越长，需 要的管数越少。这就意味着壳体钻洞越少，壳体直径越小， 所以成本也越少。
3. 管板：可拆，不可拆
4.1 折流板
折流板有两个功能：一是对支撑管束、防止管束振动和弯曲有很重要的作用； 二就是使得流体横过管束流动以得到更高的传热系数。
4.2 拉杆和定距管
• 拉杆和定距管结构
• 拉杆直径和数量的选取
4.3 纵向隔板
纵向隔板可增加壳程，以增加壳侧流体的速度和壳侧换热。 但是，其安装难度较大。两个以上纵向隔板在实践中不可行。
5. 分程管板
一般来说，热交换器的管程分为若干流程，以用来增加管内流体的速度和对流传 热系数，同时减小污垢阻力。但是，对应的压降也增加了。
• 折流板类型
常用形式：弓形折流板、 圆盘—圆环形折流板。
• 弓形折流板
• 折流板的缺口和板间距的大小
折流板缺口的大小
缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束时的流速相近，缺口弦高一般是壳 体内径的25 ~35% 。
板间距的大小
最佳的折流板间距是壳体直径的0.4~0.6，需要保证流体横掠管束，提高换热 系数。 折流板间距↑, 换热系数 ↓ 折流板间距↓, 流动阻力↑，压降↑
热交换器的型号: XXXDN-Pt/Ps-A-LN/d-Nt/Ns I管法，焊接法，胀焊法并用 胀管法公称压力PN≤ 4 MPa，温度T≤300 0C
b. 管子在管板上的排列 三角形法，正方形法，同心圆法，转角正方形排列法
等边三角形排列更加紧凑，使得壳直径变小。所以，它倾向于被用在两种流体 之间的工作压力很大时的情况。
6. 挡管和旁路挡板
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热交换器管束级别精度提升（主要指钢制） ——Ⅰ、Ⅱ级管束精度均有不同程度的提高 ——与国际接轨，增强国际市场竞争力 ——管束精度主要影响：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/T47019.1~8《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
管板
6.5.1管孔直径允许偏差随换热管进行调整。 6.5.1.8当奥氏体不锈钢、双相不锈钢、钛、铜、镍、锆及其合金换热管 与管板采用强度胀接时，管板的管孔公称直径宜减小0.05~0.1mm。 8.4.1DN≤2600的热交换器管板不宜拼接（新增） 8.4.2a）对接接头应采用全焊透结构 8.4.3b）基层材料的待堆焊面和覆层材料加工后（管板钻孔前）的表面， 应按JB/T4730进行表面检测，Ⅰ级合格（不得有裂纹、成排气孔，符 合Ⅱ级缺陷显示） 8.4.4管板管孔偏差要求 a）允许有4%的管孔上偏差超出表中相应值的50%（0.15mm） b）抽查不小于60°管板中心角区域内的管孔，未达到a）要求时100%检 查。（100%检测为新增）
换热管与管板的连接
6.6.4内孔焊（新增） 适用于大口径换热管
其他
增加了热交换器传热计算的基本要求 修订了单管板设计计算，增加了双管板设 计计算 增加振动计算
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
相关标准 GB150-2011《压力容器》
下列容器不在本标准的适用范围内： a） 设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于0.02MPa 的容器； b） 《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器； c） 旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器室 （如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）； d） 核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器； e） 直接火焰加热的容器； f） 内直径（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，如： 矩形为对角线，椭圆为长轴）小于 150mm 的容器； g） 搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的容 器。
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
安全技术规范：如：
TSG TSGR0004-2009 R0001-2005《固定式压力容器安全技术监察规程》 《非金属压力容器安全技术监察规程》 范围：同时具备下列条件的压力容器 TSG R0002-2005 《超高压容器安全技术监察规程》 1 、工作压力大于或者等于 0.1MPa。 TSG R0003-2007 《简单压力容器安全技术监察规程》 2 、工作压力与容器的乘积大于或者等于 2.5MPa· L。 TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》 3 、盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作 TSG R0005-2011 《移动式压力容器安全技术监察规程》
换器管
新增NB/T47019.1~8《锅炉、热交换器用管订货技术 条件》 引入了强化传热管的相关标准： GB/T 24590《高效换热器用特型管》 GB/T28713.1《螺纹管》 GB/T28713.2《不锈钢波纹管》 GB/T28713.3《波节管》 增加镍、锆制管材标准
换器管
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
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 ——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。
GB/T151-2014《热交换器》
新旧版本参数变化
标准版本 GB151-1989 GB151-1999 GB/T151-2014 公称直径mm 1500 2600 4000 设计压力与公称直径的乘积 104 1.75x104 2.7x104
GB/T151新标准的变化
一、名称的变化 二、范围、参数的变化 三、重点内容变更
换器管
换器管
8.3.2 管端清理长度： 焊接时：不小于换热管外径，且不小于25mm 胀接时：不小于强度胀接长度，且不得影响胀接质量 （不小于两倍管板厚度） 双管板时：按设计文件规定 8.3.3.3 U形管的弯制： U形管弯制后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压 力（管、壳程试验压力的高值）（新增） 8.3.4换热管的拼接（换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接） b）最短直管段长不应小于300mm，且应大于管板厚度50mm以上。 f）对接接头100%射线检测，合格级别不低于Ⅲ级，检测技术等级不低于AB级。 （抽检10%，不合格加倍，再100%） g）对接后应逐根进行耐压试验，试验压力不得小于热交换器的耐压试验压力（管、 壳程试验压力的高值）（设计压力2倍液压试验）
GB/T151-2014 《热交换器》
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
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
国家行政法规： 《特种设备安全监察条例》国务院2009 年549 号令
GB/T151-2014《热交换器》
适用范围（管壳式热交换器）：
a)设计压力不大于35MPa b)公称直径不大于4000mm c)设计压力（MPa）与公称直径（mm）的乘积不大于 2.7x104
本标准不实用于下列热交换器：
a）直接火焰加热的热交换器； b）烟道式余（废）热锅炉； c）核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的热交换器 d）非金属制热交换器； e）制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的热交换器；
温度高于或者等于其标准沸点的液体。
GB/T151-2014《热交换器》是一个什 么样的标准，具有怎样的地位？
相关标准 GB150-2011《压力容器》
——压力容器行业基础标准 ——给出了压力容器建造的通用要求，包括材料、设计、 制造检验与验收等内容
1、本标准适用的设计压力 1.1、钢制容器不大于35MPa。 1.2、 其他金属材料制容器按相应引用标准确定。 2、本标准适用的设计温度范围 2.1 设计温度范围：－269℃～900℃。 2.2 钢制容器不得超过按GB 150.2 中列入材料的允许使用温度范围。 2.3 其他金属材料制容器按本部分相应引用标准中列入的材料允许使用温度确定
定义了什么是压力容器： 是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备， 其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）， 且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa· L的气体、液化 气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定 式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于 0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于 1.0MPa· L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃ 液体的气瓶；氧舱等。
换热管与管板的连接
胀度（新增概念）
公式：
k=（d2-di-b）/2δx100%
d2——换热管胀后内径mm di——换热管胀前内径mm b——换热管与管板管孔的 径向间隙mm
δ——换热管壁厚mm
换热管与管板的连接
胀度可按式6-2计算，机械胀接的胀度可按表6-18选用.当采用其他胀接 方法或材料超出表6-18时，应通过胀接工艺试验确定合适的胀度。
管板
5.3.1锻件级别不得低于Ⅱ级 取消了 4.3.1.2管板本身具有凸肩并与圆筒对接连接时，应采用锻件 4.3.1.3厚度大于60mm的管板，宜采用锻件 5.3.2.1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中的 Z35级，并在设计文件上提出检验要求。 5.3.2.2复合板引入标准NB/T47002《压力容器用爆炸焊接复合板》 5.3.3衬层复合结构（新增）
换热管与管板的连接
6.6.2强度焊接 适用于本标准规定的设计压力，但不适用于有振动、 有缝隙腐蚀倾向的场合 6.6.2.3强度焊焊角高l应满足7.4.7中换热管与管板 连接拉脱力的连接
换热管与管板的连接
6.6.3胀焊并用 适用范围： a）振动或循环载荷时 a）密封性能要求高的场合 b）存在缝隙腐蚀倾向时 b）承受振动或疲劳载荷的场合 c）采用复合管板时 c）有间隙腐蚀的场合 d） 采用复合管板的场合 6.6.3.3强度焊接加贴胀的管孔结构形式及尺寸见图6-21， 强度焊接还应遵守强度焊接的规定。贴胀的管板孔可不开 槽，胀度宜控制在2%—3% 6.6.3.4先胀后焊，要求全长胀接。
管板
8.4.5.1管板孔桥的最小孔桥宽度计算公式改变。 8.4.7管板管孔表面应清理干净，不应有影响胀接或焊接连 接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等；胀接管孔表面不得 有影响胀接质量的纵向或螺旋状刻痕等缺陷。（更严格， 原为贯通的）
换热管与管板的连接
6.6.1强度胀接 a）设计压力小于等于4.0MPa b）设计温度小于等于300℃ c）操作中无振动，无过大的温度波动及无明显的应力腐蚀倾向（剧烈的 振动） 6.6.1.2设计压力大于4.0MPa时需要采用强度胀接，应进行胀接工艺试 验，换热管与管板连接的拉脱力满足7.4.7（许用拉脱力）的要求。 6.6.1.5强度胀接的结构尺寸要求 a）最小胀接尺寸应取管板名义厚度减去3mm的差值与50mm二者的小值； 超出部分可采用贴胀，当有要求时也可全长采用强度胀接 b）连接尺寸：伸出长度上角标+2改为+1 c）采用柔性胀接工艺时，开槽宽度按式6-3计算，且不得大于13mm。 d）需要时可开多个槽