1㎡双管板换热器
双管板换热器的设计及制造要点_何玉伟
- 18 -论文广场石油和化工设备2013年第16卷表1 换热器技术参数双管板换热器的设计及制造要点何玉伟，李岩，王雷（中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125001）[摘 要] 对双管板换热器的设计及制造要点进行了介绍，对管板间距的计算及制造工艺的合理性进行了探讨，可供设计人员参考。
[关键词] 双管板换热器；结构；管束；设计；制造；要点作者简介：何玉伟（1969—），女，辽宁葫芦岛人，大学本科，工程师。
在中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司研究院长期从事压力容器设计制造工作。
换热器是一种实现物料间热量交换的设备。
随着换热器技术的提高，其在工业领域的应用范围越来越广。
在生产使用中为防止腐蚀和污染，同时为满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器。
本文提到的冷却器管程介质为四氯化钛，不易燃，但高毒，且渗透性强，设备一旦发生泄漏，与壳程的介质冷却水混合后分解放热，释放出有毒的腐蚀性烟气，具有较强腐蚀性，在设计上采用双管板结构，以延长换热器的寿命。
1 换热器技术参数及结构1.1 设备技术参数见表1。
名称壳程管程设计压力MPa 0.50.5设计温度℃50100工作压力MPa 0.40.4工作温度（进/出）℃30/3870/57程数12物料名称/特性冷却水（无毒）四氯化钛汽液混合体（中度危害）主要受压元件材料Q345R 0Cr18Ni9焊缝接头系数0.851.0管子与管板连接形式强度胀(内管板)强度胀+强度焊(外管板)换热面积（m 2）351.2 设备结构特点设备外形结构见图1。
冷却器壳体尺寸Dg600×8×3982mm ，材质Q345R 。
外侧管板尺寸φ740×45mm ，材质为16MnⅢ+堆焊304，内侧管图1 冷却器结构简图板尺寸φ616×45mm ，材质为16Mn Ⅲ，共有124根φ25×2.5×4000mm 换热管，材质为0Cr18Ni9。
双管板换热器标准
双管板换热器标准
双管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
它的主要作用是将两种不同温度的流体进行热量交换，从而实现能量的转移和利用。
双管板换热器的结构比较简单，由两个平行的金属板组成，中间夹有一层密封材料。
流体通过板式换热器时，热量从高温流体传递到低温流体，从而实现热量的平衡。
双管板换热器的优点在于其高效、节能、占用空间小等特点。
它的换热效率高，能够满足不同工艺流程的需求。
同时，双管板换热器的结构紧凑，占用空间小，方便安装和维护。
在使用双管板换热器时，需要注意以下几点：
1. 选择合适的材料。
双管板换热器的材料应根据工艺流程的要求进行选择，以确保其耐腐蚀、耐高温等性能。
2. 控制流量。
流量过大或过小都会影响双管板换热器的换热效率，因此需要根据实际情况进行调整。
3. 定期清洗。
双管板换热器在使用过程中会产生一定的污垢，需要定期清洗以保证其正常运行。
4. 安全操作。
在使用双管板换热器时，需要注意安全操作，避免发生意外事故。
双管板换热器是一种高效、节能、占用空间小的换热设备，广泛应用于各个行业。
在使用过程中，需要注意选择合适的材料、控制流量、定期清洗和安全操作，以确保其正常运行。
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计一、双管板换热器结构设计准备工作（一）结构初步规划对于一项双管板换热器而言，其结构主体上有4块管板，主要结构状态如下：首先是法兰式管程侧管板，有两块，其与管箱法兰之间的连接使用垫片以及螺柱，同时联通换热管、管道共同组成管程。
换热管与管程侧管板之间的连接可采用贴胀与强度焊联合方式，在介质选择上也适应于条件偏向苛刻程度的介质。
非法兰式的壳程侧管板与壳体之间的的连接让壳程更具完整性，在换热管与壳程侧管板之间的连接方式为强度胀接。
在结构中，壳程管板与换热管之间又可以构成两腔积液程，由此产生形态特殊的四腔结构。
（二）選材控制材料的选择关系到双管板换热器的使用稳定性以及安全性，因此选材是结构设计的关键。
在材料选择方面，首先应考虑介质特性，重点放在抗腐蚀方面，并根据用户需求加以调整，保障在压力以及操作温度方面不会对工艺性能产生不良影响。
换热管与管程侧管板之间的连接使用贴胀加强度焊型式，锻件级别为Ⅱ级。
由于换热管与壳程侧管板之间的连接属于强度胀接，因此要求管板质量高，故锻件级别为Ⅲ级。
同时，鉴于管板材料在硬度值方面要与双管板换热器约在HB20-30之间，从理论上来说不锈钢管板与换热管之间的硬度应属于同一水平，但在实际硬度测量中发现，硬度变化能够通过材料供应以及材料选择实现。
在具体设计制造环节中，设计人员同样需要对换热管与管板管孔之间的间隙严格把关，利用“特殊紧配合”原则减少管板材料与换热管之间由于硬度差带来的不良影响。
需要注意的是，换热管HBW硬度要求应在评定实验中明确指出。
二、结构设计要点（一）布管操作以某实际设计为例，换热管外径19mm用户将布管间距设置为23.75mm，将排列方式要求为转角正三角形，因此理论上来说孔桥宽度只能够为4.75mm，在制造中胀接环节操作具有一定难度。
按照双管板换热器传统经验结合相关企业自行加工制造能力，可将换热管与管板之间的胀接设定为液袋柔性胀接，其作用原理如下：当液体压力不断上升过程中，换热管受到压力后会出现变形，并且随着压力的增大变形程度也会加大（此变形属于弹性变形），之后在达到塑性变形程度时会被挤压至管板孔壁部位。
双管板换热器的设计及制造
图 ３ 变形 示 意图
１ 外侧 管板 ． ２ 内侧管 板 ．
之问距 。穿入全部换 热管后 ，以外侧管 板面 为基 准 ，调 整换热 管伸 出管 板面 的长 度为 ２～３ ｍ。双 管板与换 热 ａ ｒ 管连接的顺 序为 ，先胀接 内侧 管板与换 热管 ，后焊接 外
（）管子伸 出管板 面长 度 为确 保焊 接 的可 靠性 ， ２ 避免水压试验 时部分连接接头 泄漏 ， 选择 了如 图 ２ 故 所 示的结构。管子伸出管板 面 的长 度为 ２ ｍ ａ ｒ 。这 种结构 既 可使管板与管 子焊缝高度增 加 ，又不会熔 化管头 ，从 而 增加了连接接头的强度及密封性能，保持管端 圆整无缺。
体 ， 图样压力进行水压及 气密性试验 。最后 对管程进 按
行气 压试验 。
压胀 。对于碳素钢及其合金钢保持管板 与管子之 间一定
的硬度差是改善胀接质量的重要途径 之一 ，通常将 硬度
四、建议
１ ）严 格控 制可能影 响双 管板 同心度 、平行度 、扭
差控制在 ３０ Ｒ ０Ｈ Ｃ左右。对 于奥 氏体 不锈钢 ，虽然 因材
穿。
受设备的机 械载荷 与热载荷 。承载能力主要取 决于双 管
板问距 。并且对 固定式双管板进 行壳程水压 试验时 ，内
侧管板 与换热管连接处可 能存 在泄漏 ，故在确 定双管板
问距时必须考虑观察 、检漏所需要 的最小空 问。综合考
虑 ，隔离腔 问距为 ５ ｒ ０ ｍ。 ａ
２
（）管束 与 壳体 组 装 在 壳体 内组装 拉 杆 、折 流 ２
Ｇ Ｍ 通 用 螽ｉ ｎｌ Ｉ 霾
２７ ７ …３ ０￣ ２ ０ 期 ７
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双管板换热器说明书
双管板换热器说明书温州利祥机械有限公司目录一、设备用途 (2)二、结构及特点 (2)三、技术参数 (2)四、设备安装与使用注意事项 (3)双管板式换热器使用说明书一、用途管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
广泛应用于制药、化工、生物、造纸等领域。
二、结构及特点结构：管式换热器由壳体、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。
特点：1、换热管采用无缝钢管。
2、全部是316L不锈钢材质。
3、双管板设计杜绝交叉污染。
4、产品接触侧全排空设计。
5、换热通道无死角。
6、结构紧凑，体型小，占地面积小。
7、换热性能好，传热系数高。
三、技术参数1. 设计压力壳程内：常压管程内：常压2. 工作压力壳程内：常压管程内：常压3. 设计温度壳程内： 100℃管程内：90℃4. 工作温度壳程内： 95℃管程内：80℃5. 工作介质壳程内：热水管程内：物料6. 主要受压元件材料：SUS316L7.焊接系数： 0.858.换热面积： 2.0m2本设备按GMP设计规范进行设计，制造，试验和验收；罐体采用电弧焊和氩弧焊，焊缝质量符合GB151-1999《管壳式换热器》，接头型式除图中注明外，按GB/T985-2008中规定，角焊缝的焊角尺寸按较薄板厚度，法兰焊接按相应的法兰标准。
各管口方位按府视图。
四、安装和使用注意事项1.设备运行前检查各部件安装是否正确、安全可靠。
双管板式换热器原理
双管板式换热器原理双管板式换热器是一种常用的热交换设备，用于在两个流体之间进行热量传递。
它由两个平行的金属管板组成，中间夹着一系列的管道，形成了流体流动的通道。
该设备的设计和工作原理使其在许多工业领域中得到广泛应用，例如化工、石油、食品加工等。
双管板式换热器的工作原理基于热量的传导和对流。
当两个不同温度的流体通过换热器时，热量会从温度较高的流体传递到温度较低的流体中。
其中，热量的传导通过金属板实现，而对流则是通过流体在管道中的流动实现的。
通过这种方式，双管板式换热器可以实现高效的热量传递。
在双管板式换热器中，热量的传导主要依靠金属板的导热性能。
金属板通常由铜、不锈钢等导热性能良好的材料制成。
当两个流体分别通过换热器的两侧时，热量会通过金属板从一个流体传递到另一个流体中。
金属板的导热性能决定了热量传递的效率，因此选择合适的材料对于换热器的性能至关重要。
与热量的传导相比，对流在双管板式换热器中起着更重要的作用。
流体在管道中的流动会带走热量，从而加快热量传递的速度。
为了增加对流的效果，管道通常采用螺旋形或弯曲形状，以增加流体的流动路径。
此外，还可以在管道内设置一些扰动装置，如翅片或螺旋纹等，以增加流体与金属板之间的接触面积，进一步提高换热效率。
双管板式换热器还具有一些其他的设计特点，以满足不同的工艺要求。
首先，它可以根据流体的温度和流量进行定制，以确保在不同工况下都能达到预期的换热效果。
其次，它还可以根据流体的特性选择不同的结构形式，如平行流、逆流或交叉流等，以最大程度地利用流体的温差来实现热量传递。
总的来说，双管板式换热器是一种高效可靠的热交换设备。
它通过热量的传导和对流实现了不同流体之间的热量传递，广泛应用于各个工业领域。
通过合理的设计和选择合适的材料，双管板式换热器可以达到较高的换热效率，提高能源利用率，降低生产成本。
随着科学技术的不断进步，双管板式换热器的结构和性能也在不断改进和创新，为工业生产带来了更多的便利和效益。
双管板换热器标准国标
双管板换热器标准国标引言：双管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
为了保证双管板换热器的质量和安全性，国家制定了一系列的标准和规范，其中最重要的就是双管板换热器的国家标准。
一、双管板换热器的定义和分类双管板换热器是一种利用板式换热器原理进行热量传递的设备。
它由两个平行的板组成，中间夹有一层密封垫片，通过紧固件将两个板夹紧在一起，形成一个密闭的换热腔。
根据不同的工艺要求，双管板换热器可以分为单面流动式、双面流动式、多级式等多种类型。
二、双管板换热器的国家标准双管板换热器的国家标准是GB/T 151-2014《双管板换热器》。
该标准规定了双管板换热器的术语和定义、分类、基本参数、结构和材料、制造、检验、试验、标志、包装、运输和贮存等方面的要求。
其中，双管板换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度、介质流量、介质压降等。
结构和材料方面，标准规定了双管板换热器的板材、密封垫片、紧固件、支撑件等材料的要求。
制造、检验和试验方面，标准规定了双管板换热器的制造工艺、检验方法和试验标准。
标志、包装、运输和贮存方面，标准规定了双管板换热器的标志、包装、运输和贮存的要求。
三、双管板换热器国家标准的重要性双管板换热器国家标准的制定和实施，对于保证双管板换热器的质量和安全性具有重要的意义。
首先，标准规范了双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面的要求，保证了双管板换热器的质量和性能符合国家标准。
其次，标准规定了双管板换热器的使用条件和安全要求，保证了双管板换热器的安全性和可靠性。
最后，标准的实施可以促进双管板换热器的技术进步和产业发展，提高我国双管板换热器的竞争力和市场占有率。
四、双管板换热器国家标准的应用双管板换热器国家标准的应用范围非常广泛，涉及到化工、石油、制药、食品等多个行业。
在双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面，必须严格按照国家标准的要求进行操作，以保证双管板换热器的质量和安全性。
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计双管板换热器在工业生产中普遍使用，做好其结构设计尤为重要。
本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了双管板换热器的应用场合、结构和内外管板计算要点及内外管板间距的计算，并总结了设计中需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
标签：双管板换热器；结构；设计要点引言在工业生产中，实现物料之间热量交换的节能设备统称为换热器，它广泛应用于国民经济的各个领域。
在生产中为了防止腐蚀和污染，以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器来解决。
而由于双管板换热器与一般的换热器相比结构较为复杂，因此在设计过程中各细节必须充分考虑，产品质量才能得到有效的保证。
1 应用场合双管板换热器分为整体式双管板、连接式双管板、分离式双管板3种形式。
双管板换热器主要用于当两程之间的物料相混后，将会产生严重后果，一般用于下列情况：（1）产生严重腐蚀；（2）使极毒流体波及到大面积的场合；（3）发生燃烧或爆炸；（4）产生聚脂状物质或聚合物，形成设备污垢；（5）使催化剂中毒，或使化学反应停止或反向进行，以致减少产量；（6）使产品不纯。
在这些情况下，尽管双管板换热器比普通单管板换热器投资费用大，为了确保安全，还是应考虑在管子两端或一端采用双管板的换热器，以防止壳程流体与管程流体之间的泄漏。
2 双管板换热器的结构所谓双管板换热器就是在换热器一端或两端设有一定间隙的双管板且两块双管板间用一段筒节相连。
最常见的结构示意图如图1所示。
隔离腔用于封闭相邻的内管板与外管板之间漏出的气（液）体，防止有毒气（液）体的外溢。
隔离腔最高和最低处需分别设置放空口和排净口，用于及时导出渗漏气（液）体。
换热器与管板的连接，通常外管板与换热管采用强度焊加贴胀，内管板与换热管采用强度胀接。
外管板采用强度焊加贴胀的目的是通过焊接结构来保证换热管与管板连接的密封性能以及抗拉脱强度，通过贴胀来消除换热管与管孔之间间隙。
双管板换热器
双管板换热器一、应用简介双管板换热器是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。
在实际操作中，双管板换热器一般用于以下两种场合：一种是绝对防止管壳程间介质混串的场合，例如，对壳程走水、管程走氯气或氯化物的换热器，若壳程中的水与管程中的氯气或氯化物接触，就会产生具有强腐蚀性的盐酸或次氯酸，并对管程材质造成严重的腐蚀。
采用双管板结构，能有效防止两种物料混合，从而杜绝上述事故的发生；另一种是管壳程间介质压差很大的场合，此时通常在内外管板之间的空腔中加入一种介质，以减小管壳程间介质的压差。
该系列换热器采用双管板结构设计，使管程和壳程分别采用各自的管板进行连接，打破传统列管换热器管程和壳程共用一个连接管板，最大限度的降低了交叉污染的风险，便于及时发现泄漏隐患，确保用户安全地生产。
二、设计理念物料通过卫生级钢管束内进行流动，冷媒或热媒在相反的方向通过外管路流动，换热管束的末端采用双管板紧固，同时作为渗漏监测点，防止物料和换热媒介双向交叉污染。
对于双管板换热器，存在两种设计理念的认识：一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合，设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀，供日常观察和内管板发生泄漏时排放，使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离。
这是采用双管板结构型式的主要目的。
另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合，设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质，来减小管壳程间介质的压差。
这和一般单管板换热器一样，不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏。
双管板之间的隔离腔是与单管板换热器结构主要区别之处(见图1)，该隔离腔不与管程、壳程相连通，不承受介质压力，但承受设备的机械载荷与热载荷。
隔离腔的承载能力主要取决于双管板间距。
对固定式双管板进行壳程水压试验时，内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏，故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。
1。
双管板换热器的特点及应用
（） ３叠合双管板 管程 管板紧贴 于壳程管板 上 ，使管程管板上 与壳程管板接触 的一侧开有 许 多互相接通 的圆形沟槽 ， 类似于整体 双管板 。 管子与两 个管板 均可以采用焊接 ， 封 Ｉ能较 密 生 只胀不焊 的要好 。管程管板承受 的管 程压力借 助 于凸起 的部分传 递给壳程管板 ，因而沟槽 的 尺寸不宜过大 ， 管程管板可 以较薄。 叠合 双管板 可用于高压换热器 ，其制造也 比整 体双 管板容 易些 ， 但受力 与强度 稍差 。 （） 双物料型双管板 目的不是为 了杜 ４壳程 绝管 壳程介质互相 串通 ， 是因为管束 过长 ， 而 制 造不 方便 ； 或是 因为壳程 为两种不 同的介 质 ， 而 采用 双管 板结构 ，这种结构实 际上是管程介 质 相 同的两 台换热器 的串联使用 。
图 １双管板 换热器
双管板换热器主要用于 当两程之间的物料 相混后 ， 产生严重后果 ， 将会 这种形式 在下列情 况下采用 ， 如表 １ 示ｍ 所 。
６还屁 啄
７ 镊 钝
牛 制 产丘 使种 ： 登 墨应 一ｍ化始良 ～ 瞳 ： 应 环主 …应 化
一
种 属与 另
摘 要 ： 结合化 工生产 工 艺条件 ， 本文 对双 管板换 热器 的应 用场合 ， 的双 管板 换 热器 的类型 以及双 管板换 热 器与单 管板换 热 器的 常见
区别进 行 了相 关阐述。 关键 词 ： 管板 ； 热 器； 漏； 双 换 泄 结构 中图分 类号 ： ２ ＴＫ
文献 标识 码 ： Ａ
工业技 术
Ｃ ａｗｃｌｅｎｒ．嗣回团圜疆 ■ ■ ｈ ｈｏ— ＩＩ 嵋 Ｕ ■■＿ ｉＮ Ｔ ｎｇ—ＩＮｔ ■ ■印■ ■ ｎ ｅｅｏｉ Ｉｏ Ｂ ｓｄ ｄｓ — ｕ Ｚ Ｕ ● ａ ＵＰ ｃ
双管板换热器的设计和制造
２ ３ 壳程 管板 与换热管的 强度胀 ．
ａ壳 程管 板与 换热 管 的强度 胀应 采用 液压 胀 。 ． 液 压胀 可靠 性好 ， 热 管 不 易 产 生 过胀 ， 接 的部 换 胀 位 不产 生窜 动 ， 热管 与管 板 的连接 处在 整个 长度 换
Ａ ＝ ×７ ｃ× ｄｏ× Ｚ
为安全起见， Ｌ实际取值应按计算值再放大
式 中 ： 为换热 管数 量 ；０为换热 管外 径 ， ｚ ｄ ｍ； 为
１％ 左 右。一 般 情 况 下 ， 取 值 在 ２ ０ ｍ ～ ２ Ｌ ０ｍ
３ ０ ｍ。 ０ ｒ ａ
两壳程管板 内侧的间距 ， ｍ。 由此可见 ， 双管板换热器的换热面积对于换热 管整体 长度 的利 用率较低 ， 设计 时应 予注意 。
板， 由此形成了 ３ 个程 ， 即壳程、 管程和壳程管板与 管 程管板 之 间形 成 的聚液程 。计算 管板厚 度时 ， 应
考 虑 ３个 程 的工况 ， 不 同工 况进行 计算 。下 面以 按 双 管板 固定管板 换热 器为例 ， 简述管 板强度 计算 中
的参数确定原则 。
ａ管程 管板 的设计参 数 。 ．
竟程管板 聚液亮 譬程管拔
图 １ 双 管板 固定管板换 热器
壳程管板 聚液壳 管程管板
图 ２ 双 管板 Ｕ 形 管 式换 热 器
介质 的流 动 方 向 为 逆 流 ， 热 系 数 较 高 。Ｕ 形 管 传
定 的硬 度 差 ， 般 管 板 比换 热 管 硬 度 高 ＨＢ ０～ 一 ２
压试验等 ， 出了双管板换热器在设计计算和制造方面应注意的问题 ， 指 供设计人 员参考。 关键词 ： 热 器 ； 管板 ； 换 双 计算 ； 构 ； 造 结 制
双管板换热器下管板与管束连接方法
双管板换热器下管板与管束连接方法1概述在化工生产中为了防腐蚀、防污垢,或出于工艺和劳动保护、安全等方面的要求,对一些换热设备常采用双管板结构来解决问题。
目前国内设计、制造此类设备的下管板与管束的连接方式基本上都是采用强度胀接。
但在实际使用中一旦产生应力松弛,常常在此部位引发泄漏,而且无法修复,影响生产。
另外,在制造时也有诸多不利因素:(1)由于双管板之间的距离大,给胀管器的设计和制造带来一定的困难。
(2)强度胀接时要求换热管的硬度小于管板的硬度HB30左右,当管子和管板采用同一材质,但又不能用管端局部退火的方式来降低管子硬度时,这一硬度差很难达到,胀接质量也就难以保证。
(3)管板加工槽时,虽然有特定的专用刀具,但生产中经常出现排屑不畅,很费时。
(4)采用胀接时,管板的最小厚度除满足结构设计和制造的要求外,用于易燃、易爆及有毒介质工况时,应不小于换热管的外径,这对于压力不高、直径较小、管板计算厚度较薄时显然是增加了设备的成本,至于复合管板的厚度更是高于采用焊接时的要求。
(5)强度胀接时管子的外径和管孔的内径之间的配合要较紧,这样管子外径尺寸的精度和管孔的精度都要提高,增加了制造难度。
(6)强度胀接完全靠试胀、经验而成,容易使管子产生过胀,严重时只能重新制造,造成材料的损失、工时的浪费;而强度焊接时,有合格的焊工、严格的工艺规程,焊接质量易于保证,即使不合格也方便返修。
此外,GB151-1999《管壳式换热器》还规定了不能采用强度胀接的某些特定的工况。
因此我们在设计、制造时尝试将下管板与管束的连接由传统的强度胀接改为焊接,通过一段时间的运行来看,效果较为理想。
2双管板换热器的制造特点该类换热器的上下管板在加工时,一般采用重叠钻孔。
钻头在管板上钻孔时,上下管板相同位置上的管孔可能会发生位移而产生错孔现象;另外由于相邻两管板上的温度不同,管板径向变形也不同,这就会在管板上产生横向剪切力和弯曲力,影响管子与管板连接处的强度及密封性能,甚至引起泄漏现象。
双管板换热器设计、计算和制造工艺
与第二种流体接触后 ， 会改变催化剂性能或与
催 化剂 起化 学反 应 。
１ ４ 产 品不 纯 ．
ｌ
…
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混合时， 将会 产 生严重 后果 ， 管板换 热器 主要在 下 双
列 情况 下采 用 。
１ １ 防腐 性 ．
§ Ｉ ｌ １ ｌ ｌ Ｉ ． Ｉ ｊ １ ｌ ｌ ｌ ． １ ｌ Ｉ －一 Ｉ Ｉ Ｉ 目 。— ’ ｌ Ｉ ｌ ｉ ’ Ｉ — ｌ ｌ ｌ ｌ ） Ｌ
般 采用强 度焊加 贴 胀 ， 工 作 条件 苛 刻 可 采 用 强 度 若
焊 加强度 胀 。 ３ ２ 双 管板换 热器 材料 选用 设计 ．
设 计 时应 注 意管 板 与 管子 须 有 一定 的硬 度 差 ，
一
般管板 比换 热 管 硬 度 高 ＨＢ ０ ３ ， 两 者 硬 度 ２￣ ０ 当
摘 要
分析说明了双管板换热器在结构设计、 强度计算 、 材料选择和制造、 胀管方法 、 水压试验等方面
应 注意 的 问题 。
关键词 ： 换热器 双管板
结构设计 强度计算
胀管方法
１ 双 管板换热器的概述
双管板换 热器一般有两种型式 ： 普通型双管板 和整块式双管板。在实际应用 中， 采用普通型双管 板较为普遍 ， 而整块式 管板加工复杂 ， 以很少使 所
（６ １Ｍｎ锻件 ） 则选 用 强 度 等级 较 高 的 材 料 作 换 热 ，
管 （０ １ ＃无缝 钢管 ） 。
双板管式换热器原理
双板管式换热器的工作原理是通过利用两种流体在管束中流动时的热交换来实现换热。
具体来说，一种流体在管束内流动，称为管程流体；另一种流体在管束外流动，称为
壳程流体。
当两种流体在管束中流动时，由于温差的存在，会发生热交换，从而实现
换热的目的[[5]]。
这种结构设计的核心在于采用双管板结构设计，使管程和壳程分别
采用各自的管板进行连接，从而打破了传统列管式换热器管程和壳程共用一个连接管
板的结构[[3]]。
双管板换热器的独特之处在于其能够有效防止两种物料混合，从而杜绝可能引起重大
事故的产生。
设计时，管板与管子之间需要有一定的硬度差，以确保两者在使用过程
中不会因为硬度差异过大而导致泄漏或混合[[4]]。
此外，双管板换热器还具有作为渗
漏监测点的功能，可以防止物料和换热媒介双向交叉污染，提高了换热器的卫生安全
等级[[2]]。
在实际操作中，双管板换热器通常是在一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定
间隙的两块管板，这样的设计有助于减小管壳程间介质的压差，适用于绝对防止管壳
程间介质混串的场合，或管壳程间介质压差很大的场合[[7]][[11]]。
这种结构不仅提高
了热交换效率，还大大降低了交叉污染的风险，是现代工业中应用广泛的一种高效、
安全的换热器类型。
双管板换热器结构原理
双管板换热器结构原理双管板换热器是一种常见的换热设备，它利用工质的温度梯度来实现换热，广泛应用于特殊用途的工业换热和热能利用系统中。
它被广泛用于汽轮机空冷、空调系统和其他高温、高压、恶劣环境中。
双管板换热器由两个节流管组成，每个节流管由内壁直管、外壁直管和夹套组成，这样构成了两个独立的内外管管室。
双管板的换热机构由夹套所围绕的空间组成，其中夹套的内壁被切成一系列细小的节流片，从而形成多个独立的流路供热交换介质流动。
双管板换热器具有多种优点，其中最主要的是能够提供高效率的热交换效果。
这是因为双管板换热器的结构特性，其内外壁的细分型节流片斜面可使介质流动更为均匀，使换热面积可以更为充分地利用；并且还可以减少流体的反复运行，有效地降低了压降的损失。
另外，由于每个节流片的压力都很低，换热器的压力损失也比较低。
此外，双管板换热器还有良好的抗压能力，可以适应高压环境。
双管板换热器的结构比较复杂，其安装也很费时费力。
定型后，由于换热器内壁直管与外壁直管之间的节流片体积较小，可能会产生因焊接而损坏换热器的热效率。
因此，双管板换热器的设计和安装需要经过严格的检查，以确保换热器的性能。
除了上述的优点以外，双管板换热器还有更多好处，比如结构紧凑、体积小、可以实现节能环保等。
双管板换热器的应用广泛，既可以用于汽轮机空冷，又可以用于空调系统，也可以用于其他需要高温、高压、恶劣环境的特殊用途的工业换热系统中。
双管板换热器的发展对工业热能交换有重要意义，其良好的热传导和高效率的换热效果，让大多数工业应用能够更加节能环保、安全可靠。
未来，双管板换热器将在更多的领域得到广泛应用，成为工业热能交换的基础设施，为更多的应用提供安全可靠的热能源。
双管板换热器是一种应用广泛、用处多样的热能交换设备，它能够满足工业应用中复杂的换热需求，是提高工业效率、改善工业能源利用效率的重要设备。
因此，双管板换热器在工业换热中拥有广泛的应用前景，未来可期。
双管板与单管板换热器的区别
双管板与单管板换热器的区别从结构、用途、制造等方面比较了双管板换热器和单管板换热器。
同单管板换热器相比，双管板换热器管程壳程间泄漏概率低得多；受力状况更好。
从结构看，双管板换热器采用固定管板式结构，管束不能抽出清洗。
实际使用表明，采用机械胀管法制造的双管板换热器，可以满足使用要求。
1.双管板换热器北京燕山石化公司0.66 Mt/a乙烯改扩建工程中，制苯装置改造新上了三台双管板换热器，即汽提塔再沸器(E－607，F=213 m2)、抽提蒸馏塔再沸器(E－634，F=350 m2)和余热溶剂冷却器(E－111，F=150 m2)，它们的管程走Ⅳ．甲酰吗啉溶剂，壳程走蒸汽或水，该溶剂具有遇水发生分解的特性。
这三台换热器，经过一年多使用，效果很好，溶剂损耗同装置改造前相比下降很多。
2.双管板与单管板换热器结构比较双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，单管板换热器可采用多种结构型式，管束可以抽出清洗。
对于温差较大的双管板换热器，简体上可加装波纹膨胀节；而单管板换热器除可考虑简体上加装波纹膨胀节外，常采用浮头或U型管型式来补偿。
对于双管板换热器，存在二种设计理念的认识：一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合，设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀，供日常观察和内管板发生泄漏时排放，使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离。
这是采用双管板结构型式的主要目的。
另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合，设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质，来减小管壳程间介质的压差。
这和一般单管板换热器一样，不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏。
3.双管板与单管板换器使用上的比较单管板换热器最常见。
在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，还会出现管板上的管口泄漏，以及焊接裂纹等。
单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处。
焊接收弧时气体未放干净，有砂眼。
双管板换热器具有内外双层管板，如果内管板管口泄漏，还有外管板防护。
双管板插入件换热器的设计及应用
第２ ９卷 第 ５期
２０ ０７年 １ ０月
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈ ｎ ｏｇ
Ｖｏ ．９． ． １ ２ Ｎｏ ５ Ｏｃｏ ｅ ０ ７ ｔｂ ｒ ２ ０
双 管 板 插 入 件 换 热 器 的设 计 及 应 用
李 清强 ， 王 东， 门淑玲 ， 杨爱春
（ 济南钢铁集团总公司 第二小型轧钢厂 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １０ 摘 要： 济钢第 二小 型轧钢厂改造前 的换 热器使 用温 度不能超过 ７ ０℃， ５ 热回收率不足 ３ ％， ０ 使用寿命不 足 １ 。通过采用 ａ 分体式 悬挂安装结 构、 在换热 管两端均 设置 双层管板 的密封结构型式 、 确定 密封结 构和高温段采 用 １ ｒ８ ｉ ｉ Ｃ ｌＮ９ 的分段选材 Ｔ
方式 ， 对换 热器进行优化改造 。应用表 明， 系统 正常运行温度 达到 ９ ０℃ ， ０ 空气 预热温度 由 ３０℃提 高到 ５ ０℃， ０ ５ 密封可靠 ，
换热器 寿命 预计可 达 ７ 。 ａ 关键词： 热器 ； 热管 ； 换 传 双管板 ； 内插件
中图分 类号： Ｆ ６ ． Ｔ ０ ６２１ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ７ ０ — ０ ３ ０ １０ — ６ ０ ２ ０ ）５ ０ ７ － ２
作者简介 ： 李清强 （９ ５ ）男 ， １７ 一 ， 山东聊城人 ， 济钢第 二小型轧钢 厂工 程师 ， 从事工业 炉窑的技 术管理工作 。
弯 曲变 形 ， 而减少 了换热器 热应力 破坏 的可能 。 从
２２ 密 封结构 ＿
十分必要 。
当步进 梁下 降到放 钢点 时本次 前进 的步距 为给定 的
双管板换热器制作工艺
双管板换热器制作工艺第一篇：双管板换热器制作工艺双管板换热器制造工艺近年来,本厂成功制造了数台固定管板式和Ｕ形管式双管板换热器。
2003年为上海某公司制造的四氯化碳装置中的急冷器是1台固定管板式换热器,属于第三类压力容器。
换热面积为573ｍ2,其结构见图1,技术参数见表1。
急冷器壳体尺寸Ｄｇ1065ｍｍ×14ｍｍ×5855ｍｍ,材料为16ＭｎＲ。
外侧管板尺寸1210ｍｍ×60ｍｍ,内侧管板尺寸1093ｍｍ×55ｍｍ,材料均为16Ｍｎ(锻Ⅲ)。
总共有1643根19ｍｍ×2ｍｍ×6100ｍｍ的换热管,材料为10号优质碳素钢。
急冷器为双管板结构,具有一定的制造难度,现对其制造工艺进行简要介绍。
双管板结构双管板是目前较新的结构,见图2。
在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。
外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。
双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。
每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。
内侧管板2背面(与壳体焊接面)有12个拉杆螺孔。
外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。
(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。
隔离腔的承载能力主要取决于双管板间距。
对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。
图样中的双管板间距为13ｍｍ,根据制造经验,将其调整为50ｍｍ。
(2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。
双管板换热器结构原理
双管板换热器结构与工作原理双管板换热器主要用于卫生等级高的条件下。
其独特的设计使得完全排空和保持换热管清洁变得容易。
双管结构避免了传统换热器的交叉污染风险。
双管板换热器的工作原理：物料流经卫生钢管束，制冷剂或热媒反方向流经外管。
换热管束的端部由双管板固定，作为泄漏监测点，防止物料和换热介质的双向流动。
交叉感染。
双管板换热器结构：采用双管板结构设计，壳体两侧由各自的管板连接，打破了传统的管程与壳程共用连接管板的列管式换热器。
将交叉污染的风险降至非常低，便于及时发现泄漏，确保用户的安全生产。
完全清空设计的:换热管为316L卫生级管道，表面光滑，直通结构，无死角，清洗方便干净，设备至低点有排空阀，有利于材料，洗涤水和在线灭菌。
冷凝水排出。
完全清空的设计避免了产品接触区域的死点，防止微生物生长，易于清洁和消毒。
双管板换热器是我们经常看不到的产品，但也与我们的生活息息相关。
主要用于水循环系统的冷却/加热，化学液体的冷却/加热，洁净蒸汽的冷凝和冷却。
高温清洁液的温度控制一直是我们生活中重要的部分。
现在大家都知道，双管板换热器是管壳式换热器的一种，主要用在两种介质不能混合的情况下。
双管板换热器主要用于两个通道中的物料混合时，会产生严重的后果。
在下列情况下采用这种类型。
1.耐蚀性：当管内流体不与管间流体接触时，不会引起腐蚀，但当两种流体混合时，就会引起严重腐蚀。
2.劳动保护：如果一面是剧毒液体，如果渗入另二面，这种剧毒物质会大面积扩散，经常饮用，工厂在设计上没有考虑防止这种情况发生(比如扩散到制冷制热的公共系统)。
3.安全方面：当两种流体混合(接触)时，会引起燃烧和爆炸。
4.设备污垢：两种流体混合时，将形成树脂状物质或聚合物。
5.催化剂中毒：在与second流体接触后，它将改变催化剂的性能并与催化剂发生化学反应。
6.还原并显示：两种流体接触后，化学反应受到限制或者不产生反应。
7.产品不纯：在与second流体接触后，产品可能被污染，并且产品的质量会降低。
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双管板换热器
说
明
书
一、用途
管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
广泛应用于制药、化工、生物、造纸等领域。
二、结构及特点
结构：管式换热器由壳体、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。
特点：
1、换热管采用无缝钢管。
2、全部是S31603不锈钢材质。
3、双管板设计杜绝交叉污染。
4、产品接触侧全排空设计。
5、换热通道无死角。
6、结构紧凑，体型小，占地面积小。
7、换热性能好，传热系数高。
三、技术参数
1.设计压力
壳程内：0.55 MPa 管程内：0.35 MPa
2.工作压力
壳程内：0.50 MPa 管程内：0.30 MPa
3.设计温度
壳程内：162 ℃管程内：148 ℃
4.工作温度
壳程内：159 ℃管程内：＜100 ℃
5.工作介质
壳程内：蒸汽管程内：注射水
6.主要受压元件材料：S31603
7.焊接系数：0.85
8.换热面积：1 m2
本设备按医药GMP设计规范进行设计，制造，试验和验收；罐体采用电弧焊和氩弧焊，焊缝质量符合GB151-1999《管壳式换热器》，接头型式
除图中注明外，按GB/T985-2008中规定，角焊缝的焊角尺寸按较薄板厚度，法兰焊接按相应的法兰标准，各管口及支座方位按俯视图。
四、安装和使用注意事项
1.设备运行前检查各部件安装是否正确、安全可靠。
热媒入口处应设过滤器。
2.换热器应根据当地水质及运行情况定期除垢。
被加热水的硬度较高时应软化。
换热器应根据当地监察部门的要求定期检测。
3.设备开始运行时先关闭排污阀，打开进水阀同时打开设备顶部的排气阀（或安全阀），当水从排气阀流出后关闭排气阀。
4.打开热媒出口阀，再开进口阀，然后按照热媒压力情况调整好各管道上的阀门，保证换热正常和冷凝水排水通畅。
5.为保证供水水质应定期排污。
排污时，先关闭热媒进口阀，被加热水出口阀。
再打开排污阀排污。
排污结束后打开出口阀，关闭排污阀，打开热媒进口阀，使设备重新投入运行。