换热器设计指导书

换热器设计指导书

1工艺设计计算

换热器传热计算推荐选用软件:

1.HTRI(Heat Transfer Research, Inc.)—英国传热研究公司；

2.HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow Service) 一美国传热与流体服务中心。

上述两家公司的软件，用作工艺设计计算.是被广泛认可的。

2设计引用标准摘录

TSGR0004-2009 固定式压力换热器安全技术监察规程（修订版）GB150.1～4-2011 压力容器

GB151-1999 钢制管壳式换热器

GB50231-2009 机械设备安装工程施工及验收通用规范

GB/T324-2008 焊接符号表示法

GB/T985.1～4-2008 焊缝推荐坡口

GB/T1031-1995 表面粗糙度参数及其数值

GB/T1184-1996 形状和位置公差未注公差值

GB/T1804-2000 一般公差线性尺寸的未注公差

GB/T17450-1998 机械制图图线

GB/T18686-2002 机械制图CAD系统用图线的表示

GB9019-2001 压力换热器公称直径

GB12337-1998 钢制球形储罐

GB/T14689-1993 技术制图图纸幅面和格式

GB/T14690-1993 技术制图比例

HG21594～21604-1999 不锈钢人、手孔

HG20580-2011 钢制化工容设计基础规定

HG20581-2011 钢制化工容器材料选用规定

HG20582-2011 钢制化工容器强度计算规定

HG20583-2011 钢制化工容器结构设计规定

HG20585-2011 钢制低温压力容器设计规定

HG20592～20635-2009 钢制管法兰、垫片、紧固件

HG/T2151～21535-2005 碳素钢、低合金钢制人和手孔标准系列

JB1205-2001 塔盘技术条件

JB/T4711-2003 压力容器涂敷与运输包装

JB4700～4707-2000 压力容器法兰

NB/T47015-2011 压力容器焊接规程

JB4710-2005 钢制塔式容器

GB/T17261-1998 钢制球形储罐型式与基本参数

JB/T4712～4712.4-2007 容器支座

NB/T47008-2010 承压设备用碳素钢和合金钢锻件

NB/T47009-2010 低温承压设备用低合金钢锻件

NB/T47010-2010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件

GB/T25198-2010 压力容器封头

JB/T4730.1～4730.6-2005 压力容器无损检测

NB/T47003.1-2009 钢制焊接常压容器

JB/T4736-2002 补强圈

JB/T4731-2005 钢制卧式容器

HG/T20668-2000 化工设备设计文件编制规定

TCED41002-2000 化工设备图样技术要求

3设计数据

3.1 设计参数

3.1.1设计压力：是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为换热器的

基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。

设计压力的确定应符合以下原则。

(1).当工艺系统专业或工程设计文件数据表对换热器的设计压力有专门规定时，其设计

压力应按规定执行（确定）。

(2).设计压力必须与相应的设计温度作为设计载荷条件；且应注意到换热器在运行中可

能出现的各种工况，并以最苛刻的工作压力与温度的组合工况，确定换热器的设计

压力。

3.1.2计算压力

计算压力系指在相应设计温度下用以确定元件厚度的压力，并应考虑液柱静压力等附加载荷。

3.2设计温度

换热器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。确定换热器的设计温度可按表4选取。

3.2.1设计温度确定原则。

a.当工艺系统专业或工程设计文件对换热器的设计温度有专门规定时，设计温度按

规定执行。

b.设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。

c.对于0℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属所能达到的最低温度。

d.当换热器各部分在工作情况下的金属温度不同时，可分别设定各部分的设计温度。

e.对具有不同工况的换热器，应按最苛刻的工况设计，并应在设计文件或设计图样

中注明各工况下的设计压力和设计温度值。

3.2.2当金属温度无法用传热计算或实测结果确定时，设计温度按以下规定：

a.换热器内壁与介质直接接触，且有外保温（或保冷）时，其换热器的设计温度按

表1的规定选取。

表 1 换热器的设计温度选取（℃）

b.换热器内的介质是蒸汽直接加热时，设计温度可取介质的最高工作温度。

c.换热器的受压元件两侧与不同温度介质直接接触时，应以较苛刻一侧的工作温度

（如高温或低温）为基准确定该元件的设计温度。

3.2.3管壳式换热器的设计温度

a.管程设计温度是指管箱的设计温度（不是换热管的设计温度）。

b.壳程设计温度是指壳程壳体的设计温度。

c.管板和换热管两侧与不同温度介质直接接触时，应以较苛刻一侧的工作温度

（如高温或低温）为基准确定该元件的设计温度

3.3 钢板、钢管、锻件和螺栓材料在不同温度下的许用应力按GB150.2-2011的规定选取。

3.4换热器设计温度低于20℃时，取材料20℃时的许用应力。

3.5 焊接接头系数Φ

3.5.1 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头，100﹪无损检测Φ=1；局部无损检

测Φ=0.85.

3.5.2单面焊对接接头,带垫板,100﹪无损检测Φ=0.9，局部无损检测Φ=0.8。

3.6厚度附加量（钢材负偏差C1和腐蚀裕量C2）。

3.6.1 钢板或钢管厚度负偏差C1按钢材标准的规定选取，有供需协议要求的按实际取值;无供

需协议要求时，GB713-2008《锅炉和压力换热器用钢板》、GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板和钢带》取C1=0.3；无缝钢管参照表2，表3选取。

表3 无缝钢管壁厚负负偏差C1（㎜）