浅析双管板换热器设计
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计【摘要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点，并给出了几点需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
【关键词】双管板换热器；结构设计；问题所谓的换热器，就是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
而双管板换热器比一般的换热器结构复杂，因此在设计过程中要更加重视。
基于此，本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
1.设计条件某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。
该设备壳程介质为氯气，管程介质为循环水，如果两个介质发生泄漏，相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸，对该设备造成严重的腐蚀。
所以该设备选择双管板换热器，为绝对避免壳程介质与管程介质相接触，设置积液程结构，并设有放空口和排净口（取样口）进行泄漏检测，该设备结构如图1所示。
2.设计计算本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定，其他受压元件的计算方法，与普通的单管板换热器计算方法相同，计算时可参考GB151—1999等相关规范···，这里不再赘述。
2.1管板强度计算双管板换热器的设计计算，在我国现行的标准规范GBl51中，没有该结构形式的管板厚度计算方法。
由此，本文参考TEMA标准及文献[2]，认为双管板换热器的管程管板（也称外管板）和壳程管板（也称内管板）都能单独满足相应设计工况的设计前提下，确定该换热器管板厚度的计算方法。
（1）管程管板厚度计算。
运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时，管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板，设计参数按以下情况考虑：①设计压力和设计温度按管程工况确定；②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定；③管板与换热管的连接为强度焊；④换热管长度为换热管总长度，换热管有效长度为管程管板内侧间的距离，换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。
浅谈双管板换热器的设计与制造
介质名称
焊接接头系数 腐蚀裕度／ ｍｍ
Ｃ １ ２ 、 Ｃ Ｏ ２ 、 Ｏ ２ 、 Ｎ ２
１ ２
冷却水
０ ． ８ ５ ２
混合物
０ ． ８ ５ ２
图 ５液压胀胀头
管 程 侧 管 板
克 程 侧 管 板
图２ 管板连接形式 壳体尺寸为 ６ ０ ０ ×８ ， 壳程 材质为 Ｑ ３ ４ ５ Ｒ ， 管板 材质为 １ ６ Ｍ ｎ ｌ Ｉ Ｉ ， 管 程侧管板尺寸为 中７ ３ ０ × ６ ０ ， 壳程侧管板尺寸为 中６ １ ６ × ５ ０ ， 换热管规格 为 中１ ９ × ２ ， 材质 为 １ ０ 号钢。换热器的管板连接形式为 ： 管程侧 管板强 度焊＋ 贴胀 ， 壳程侧管板强度胀接 ， 见图２ 。 由于双管 板换热器的特殊结 构 ， 因此双管 板换热器 的管板 加工和 强度胀接是制造过程 中的难点 。现结合我公 司实际制造情况对双管板 换热器的设计 、 制造工艺进行 简要介绍 。
－－ — —
双管板换热 器制造过程 中 ， 管程侧管板与壳程侧 管板管孔加工 时 其 同心度 ， 平行度 ， 粗糙度 ， 尤为关键。为保证四块管板管 孔的同心度 、 管孔与端面的垂直度 ， 采用先打底孔 、 后钻孔 、 然 后铰孔 ， 控制孔径 及粗 糙度 ， 不允许出现螺旋状或纵 向划痕 。 ３ ＿ ３折 流 板 加工 折流板管孔与管板管孔是否同心直接影响管子能否Ｊ Ｉ ｂ ａ ． ￣ ， Ｊ 穿过 四坎 管板 ， 因此折流板加工时应 最好 与管板配钻 ， 折流管孑 Ｌ 两端要倒角 ， 去 除 毛刺 。根据 折流板 间距的大 小也可适 当调整折 流板孔径 的公差 范 围， 有利于换热器穿管。 ３ ． ４ 管板及 简体组装 １ ） 将换热管 、 管板均清理 干净 ， 尤 其是换热管 （ 下转第 ３ ６ ０ 页）
双管板换热器的设计与制造
双管板换热器的设计与制造简介双管板换热器是一种广泛应用于化工、制药、石油、食品等行业的换热设备。
其主要作用是将一个流体的热量传递给另一个流体，从而达到加热、冷却、蒸发等处理目的。
相比于传统的管壳式换热器，双管板换热器具有体积小、传热效率高、维修方便等优点，因此被广泛应用。
本文将从双管板换热器的设计、制造和使用等方面进行介绍。
设计热传递计算双管板换热器的设计需要进行热传递计算，以确定板片的数量和表面积。
一般情况下，热传递计算需要考虑以下因素：•流体的温度、压力和流量•热传递系数•固体传热能力•换热器的体积和形状•板片的布局和数量•热负荷和热效率要求在进行热传递计算时，可以使用一些工具和软件来辅助计算。
例如，可以使用ANSYS FLUENT软件对流体和固体传热进行模拟和计算。
此外，还需要考虑流体和固体之间的传热方式，包括对流、辐射和传导等。
板片的设计板片的设计是双管板换热器中最重要的部分之一。
一般情况下，板片的设计需要考虑以下因素：•材料的选择：板片材料需要具有良好的耐腐蚀性和传热性能，常见的材料包括不锈钢、镍合金等。
•板片的形状和大小：板片的形状和大小需要根据换热器的具体应用来确定，一般情况下，板片的宽度在2-10mm之间，间距在2-10mm之间，板片总面积应当满足热传递计算的需求。
•板片的密度和布局：密度和布局的选择需要考虑到流体的流量和热负荷等因素，一般情况下，板片的间距和布局需要满足流体的流速和热传递计算的需求。
•板片的安装方式：板片的安装方式需要考虑到维修和清洗等因素，一般情况下，板片需要可以方便的拆卸和安装。
其他设计因素除了板片的设计之外，双管板换热器的设计还需要考虑以下因素：•进出口管道的设计：进出口管道需要满足流量和压力的要求，一般情况下，可以使用方形、圆形或矩形形状的进出口管道。
•头部和底部的设计：头部和底部需要满足与板片的对接要求和防泄漏要求，一般情况下，可以使用法兰连接、焊接或密封槽连接等方式。
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
双管板换热器简介双管板换热器是一种常见的换热设备，它适用于多种工业领域，能够高效地实现热量传递。
本文将介绍双管板换热器的原理、结构以及应用领域，以便读者对其有一个全面的了解。
原理双管板换热器利用两根平行的管道，一根为流体介质A的进管，另一根为流体介质B的进管。
两个管道之间通过一系列的平行板片隔开，使介质A和介质B之间产生对流与传热。
其中，流体介质A在进管中流向换热器，通过热交换与流体介质B直接进行换热，然后流向出管；而流体介质B则相反。
在传热的过程中，介质A和介质B的热量通过板片直接传导，实现了高效的传热效果。
双管板换热器可以根据需要进行多种形式的设计，包括平行流、逆流和交叉流等，以满足不同的工艺要求。
结构双管板换热器的结构主要由以下几个组成部分构成：1.壳体：壳体是双管板换热器的外壳，用于容纳管道和板片。
它通常由金属材料制成，具有良好的密封性和耐腐蚀性。
2.进管和出管：进管和出管是介质A和介质B的进出口，通过它们进入和离开换热器。
3.板片：板片是双管板换热器中最重要的组成部分。
它们位于进管和出管之间，负责实现介质A和介质B之间的传热。
板片通常是波形的，以增加接触面积和热交换效率。
4.密封圈：密封圈用于保持板片的密封性，防止介质A和介质B之间的交叉污染。
它通常由橡胶或其他可靠的密封材料制成。
应用领域双管板换热器广泛应用于各种工业领域，包括化工、制药、食品加工等。
其主要应用如下：1.蒸汽冷凝器：双管板换热器可以将蒸汽中的热量传递给冷却介质，实现蒸汽的冷凝。
2.热水供暖系统：双管板换热器可以将燃气锅炉产生的热水传递给供暖系统，提供舒适的室内温度。
3.热交换站：双管板换热器可以用于热网中的热交换站，将供热水与回收水进行热交换，以提高热能利用效率。
4.化工生产：双管板换热器可以在化工生产过程中实现不同介质之间的传热，以满足工艺要求。
5.污水处理：双管板换热器可以将废水中的热量传递给清水，提高能源利用效率。
双管板换热器设计制造中应注意的问题
定 位支 撑连 接 的双 管 板 ， 中 以整 体式 双 管 板 较 其 为 常 用 。多数 整 体 式 双 管 板 实 为 两 管 板 焊 接
而 成 。 图 １为 焊 接整 体 式 双管 板 与 管箱 、 体 和 壳 换 热 管 的连接 示 意 图 ， 管箱 法 兰 用 螺栓 连 接 的 与 管板 为外 管板 ； 与壳 体 连接 的管板 为 内管板 Ｉ 夕 管 板 与 内管 板焊 接 为 一体 ， 热管 同时 穿 过 两块 管 换
冲 区 ， 效 防止 了因换 热管 接头 泄漏 引起 管 、 程 有 壳
因为管 头 泄 漏 引起 的 管 、 程 介 质 串混 … ， 年 壳 近
广 泛应 用 于多 晶硅 项 目中的诸 多换 热 场 合 ， 在 但
具体 的设 备设计 和 制造 中仍 有几 点容 易被忽 视 的 重要 问题 ， 若处 理 不 当将会 使 设 备 的制 造难 度 加
的 可靠 性 。是 否可在 设计 过程 或设 备使 用 过程 中
采取 一定 的措施 减小 此应 力 。 ３ 制造 中应 注意 的 问题
双管 板 换热 器 的制造 工艺 仍处 于尝 试 和讨论 中， 各制 造厂 可 能 都 有 自己的 思路 与方 法 。但 笔
者认 为双 管板 换 热器 的组 焊顺 序可 能没 有大 的 随 意性 ， 且有 几 个 问题 必 须 引起 重视 。 ３ １ 共识 性 问题 ．
双管 板换 热 器 的 管板 结 构 一 般 分 为 ３种 ： 整 体 式双 管板 、 由哈 夫短 接 连 接 而 成 的 双管 板 和 由
双 管板 换热 器 的设 计 比较 成 熟 ， 基 本 形 成 且 固定标 准 ， 其 中仍 有 值得 重视 和商榷 的地方 。 但
分离式双管板热交换器的设计及制造要点
板孔的合理 间 隙.考 虑 到 双 管 板 结 构 的 特 殊 性,
管板孔表面粗糙度 Ra 应不大于 １２．
５μm,有利于
加,不 利 于 整 台 热 交 换
２)管板 孔 与 管 板 密 封 面 的 垂 直 度 要 求. 对
g 为隔离腔长度.
本文结合工程实例讨论分离式双管板热交换
收稿日期:
２０２０
Ｇ
１０
Ｇ
２８.
作者简介:许伟,男,
２００２ 年 毕 业 于 浙 江 大 学 过 程 装 备 与 控
制工程专业,工 学 学 士,主 要 从 事 静 设 备 设 计 工 作,高 级 工
程师.
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２
石 油 化 工 设 备 技 术
２０２１ 年
表 １ E
Ｇ
３０８ 设计参数
质中,会引起后续的吸附塔中吸附剂含水量超标,
影响吸附剂性能,故 该 热 交 换 器 采 用 分 离 式 双 管
项目
壳程
管程
板结构,以避免管、壳程介质的窜漏.为了便于管
操作介质
中压蒸汽
束抽 出 清 洗,内、外 管 板 均 兼 做 设 备 法 兰,分 别 与
２４４ ℃ 考 虑,内 管 板 平 均 金 属 温 度 按 １８２ ℃ 考
虑,内、外 管 板 间 距 按 GB/T１５１ 中 公 式 (
７
Ｇ
１３５)
计算的值约为１７８mm,设计取g＝１９０mm,计算
结果偏于保守.
２ 分离式双管板热交换器的制造要点
双管板换热器的结构比较及U型管双管板换热器特点浅析
双管板换热器的结构比较及U型管双管板换热器特点浅析作者：吴成义纪媛赵明张磊来源：《科学与财富》2017年第15期（沈阳远大压缩机有限公司 110027）摘要：双管板作为换热器的一种换热元件形式首次出现在GB/T151-2014《热交换器》标准中，本文主要对双管板换热器的结构和U型管双管板换热器的制造要点做出阐述。
关键词：双管板；换热器；压力容器制造；双管板换热器是指在管壳式换热器中，换热管分别与两块管板相连接。
这种换热器中，同一个元件两侧分别是管程介质和壳程介质，而中间部分只有换热管。
因此，只有换热管本体产生泄漏才会形成管程介质同壳程介质相混，而这种泄漏的可能性远小于换热管与管板之间的连接以及浮头管箱法兰连接处的泄漏。
因此在对管程介质与壳程介质严格要求其不相混时，可选用双管板式换热器。
双管板换热器一般用于绝对防止管壳程间介质有微泄漏的场合，如：壳程介质为水、管程介质为H2S的换热器，若壳程中介质与管程介质相接触，产生湿H2S腐蚀环境，将对设备、管道，甚至整体系统造成破坏。
合理选用双管板结构，能有效减少不利工况发生，从而避免事故，在多晶硅行业中应用较多；在管壳程压差较大的情况下，具有密封能力的双管板结构也可用作管壳程过度压力腔。
1、GB151-2014中双管板换热器的基本结构（见图）2.目前双管板换热器常见应用形式2.1固定管板式换热器中固定管板式双管板换热器具有传统固定管板式换热器可逆向设置管壳程流体流向，提高换热能力的优点，但此形式换热器具有四块管板，增加了换热管与管板的焊接量，介质泄漏可能性增大，进而提高了设备的整体制造难度，且此形式换热器一般为不可抽芯结构，对不洁净介质导致的污堵具有较差的清洗能力，适用于换热面积较大、壳程为洁净介质的工况。
2.2 U型管式换热器中U型管式双管板换热器具有传统U型管换热器稳定运行于管壳程温差较大的工况环境及拆卸相对便捷的可抽芯结构，且只有两块管板，降低焊接量，虽然相对固定管板式结构，U型管式不能设置管壳程介质全逆流，换热效果相对固定管板式较差，但由于其具备了可抽芯子和适用温差较大的环境中，因此应用更广。
剖析双管板换热器设计制造中应注意的问题
剖析双管板换热器设计制造中应注意的问题摘要：在节能领域中换热器发挥着至关重要的作用，其可以让流体温度符合工艺指标要求。
在市场身上换热器有着多样化的类型。
在许多严格的条件下，双管板换热器能够获得显著的换热效果。
但是在双管板换热器设计制造中也必须要多加注意，否则就容易导致其今后不能正常使用。
基于此，本文主要从双管板换热器的有关简介、双管板换热器设计中需要注意的问题以及双管板换热器制造中需要注意的问题三个方面进行详细分析，以供大家学习和参考。
关键词：双管板换热器；设计制造；问题在化学工业中往往将换热器广泛应用于实现不同物料之间热量交换的工艺设备上，结合调查资料显示，在应用全部化工设备中使用换热器的频率占据约40%的比例。
其中，最为常见的是双管板换热器。
在设计制造过程中若只是应用单管板换热器，就无法实现管程与管壳中两种介质都无微质渗漏，倘若出现微量渗漏混合的情况，就会导致物料直接报废，甚至造成重大事故，那么，在该情况下，必须要运用双管板结构。
该结构能够避免两种物料混合，以防或者降低安全事故的出现几率。
一、双管板换热器的有关简介双管板换热器，简单来说，是指在换热器一侧设置间隙适宜的两块管板或者等同于间隙适宜的两块管板换热器[1]。
应用在工业领域中，通常是在多种环境下运用双管板换热器。
第一，要求完全避免管壳程间介质混串的场合出现，在这种情况下，往往在内管板和外管板之间的空腔上安装排液倒淋装置，让内管板和外管板隔离管壳程介质，便于及时排放内管板的泄露以及平时观测。
第二，在管壳程间介质压差相当大的场合，要想减少管壳程间介质的压差，通常必须要将某种介质添加到内管板和外管板之间的空腔中。
此外，双管板换热器的管板结构通常可以划分成多种。
比如：利用哈夫短接连接形成的双管板以及整体式双管板等等。
其中，很多整体式双管板是两个管板焊接形成。
图1是焊接整体式双管板和管箱以及壳体与换热管的连接图，与管箱法兰用螺栓连接的管板是外管板；与壳体连接的管板是内管板；将内外管板连接，在换热的过程中，直接穿过两块管板。
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。
固定式双管板换热器的设计方法
固定式双管板换热器的设计方法摘要]双管板换热器的使用越来越普及，但是双管板换热器的设计在标准里并没有明确的说明,这样就要求设计者必须在设计过程中根据双管板换热器在操作以及设计工况对其进行设计,在没有成熟的设计标准的情况下,本文针对双管板换热器的管板受力情况并结合一些设计经验进行详细的设计说明。
[关键词]固定式换热器；双管板；积液程；管程；壳程；苛刻工况在换热器的设计中，若管程和壳程中的两种介质相混合会引起重大的事故，而双管板换热器的结构可以有效的杜绝这种情况的发生。
但是目前由于没有具体的设计标准，因此双管板的设计都是由设计者自己根据自己的理解进行设计的，有些设计方法没有按照双管板在操作工况下的具体受力来设计，导致双管板的设计不准确，由于双管板换热器内部介质的特殊性，因此这样是非常不安全，为以后在设备使用过程中埋下了极大的安全隐患。
本文综合各种设计方法，找出一种有效的设计思路，使得双管板的设计更偏于安全。
1 双管板换热器的结构介绍积液程的作用就是把管程和壳程由于双管板换热器的壳程管程之间是由两块管板组成的，由此形成三个程，即管程、壳程、管程管板和壳程管板之间形成积液程。
详见见图FIG.1。
由于较为苛刻的介质一般在管程，换热管在管程侧管板采用强度焊或强度焊加强度胀的连接方式，壳程侧管板采用强度胀的连接方式，积液程侧硬设计放空口和排净口。
3. 具体计算举例3.1假定设计工况为了使得管板的设计思路更加清晰准确，现假定一种设计工况，管程的介质是高度危害，根据工艺条件，管程和壳程的介质不能相混合。
根据这个要求设计一台双管板的换热器。
壳程管程积液程操作温度（℃） 100～150 140～160 20操作压力（MPa） 0.3 0.22 atm设计温度（℃） 170 180 170 (1)设计压力（MPa） 0.6 0.6 atm金属壁温（℃） 120 150 20（2）注（1）由于在操作中换热管的作用导致这个程的温度不会为常温因此可以考虑为壳程的设计温度，这样会比较苛刻。
双管板换热器
文献综述题目浅析双管板换热器管板的设计要点学生姓名朱延霆专业班级过程装备与控制工程07-1班学号200704030158院（系）材料与化学工程学院指导教师(职称) 许培援（教授）张羽翔（助教）完成时间 2011 年3 月 10日浅析双管板换热器管板的设计要点摘要：本文简要介绍了双管板换热器的管板及管板与管束的连接方法，详细的概述了管板设计要点，如管板厚度设计，强度计算，材料选用等，以达到管板的优化设计。
关键词：双管板换热器管板设计前言管板是管壳式换热器的主要零部件之一。
管板的合理设计对于正确选用和节约材料、减少加工制造的困难、降低成本和确保安全使用都具有重要意义［1］。
1 双管板换热器及其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［5］，如图1所示。
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［8］，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。
图1双管板换热器示意图2 双管板换热器的管板在双管板换热器中，换热管的端部的管板称为外管板，此管板兼作设备法兰，分别与换热管及管箱法兰相连；在距换热管端部较近位置的管板称为内管板，分别与换热管和壳程相连［2］。
图2和图3双管板常见结构［11］。
图2 常见双管板结构1图3 常见双管板结构23 双管板换热器管板的设计管板的设计计算是非常关键的设计步骤，也是整个设计过程中最复杂的。
因此，设计者对双管板式换热器管板厚度的设计特别重视［9］。
3.1管板厚度的设计（1）双管板换热器的管板厚度设计方法目前国内没有标准可依，通常采用近似方法将双管板换热器分解成两部分，然后根据每块管板两侧所接触介质压力与温度按GB 151—1999相应模块来进行设计计算。
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
…
｛ Ｉ ｌ Ｉ － ： － ｌ － ＿ ￣－ －－ ４ … ～ ｒｉ ＿ ‘ －－ －－
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ｌ Ｉ｝
．
； ＃ 。 ｛ … …＃ ＝
Ｉ
—
ｒ１ ｌ
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。
双管板换热器的设计及应用
双管板换热器的设计及应用张屹（中石化南京工程有限公司， 江苏 南京 211100）[摘 要] 本文以多晶硅项目中的一台再沸器为例，以TEMA标准为依据，详细介绍了固定管板式双管板换热器的设计计算过程，并对其结构、选料、焊接及水压试验等方面进行了分析，总结了双管板换热器适用的场合以及设计中需要注意的问题。
[关键词] 双管板；换热管；胀接；设计；应用作者简介：张屹（1983—），女，江苏南京人，2005年毕业于南京航空航天大学，本科，高级工程师。
现在主要从事压力容器设备设计与研究工作。
图1 再沸器结构简图换热器是在不同温度介质之间进行热量传递的设备，又称热交换器。
在石油化工、炼油、核工业、食品及其它许多工业生产中，换热器是其主要的生产设备，得到广泛应用。
然而，在生产过程中，换热器经常发生泄漏现象，泄漏往往发生在换热管管头与管板的连接处，导致管壳程物料混合，不仅影响产品质量，严重的还会对环境造成污染。
目前，还未找到十分理想的方法完全阻止泄漏，在有些产品的生产中，少量的物料混合并不对最后的产品质量造成一定影响，但在有些场合下，管壳程的介质是不允许发生混合的，如目前化工工业中的多晶硅项目，由于工艺介质SiCHl3、SiH 2Cl 2、SiCl 4等遇水会产生反应，产生强腐蚀性有毒气体，不仅对环境造成危害，严重时将会引起重大化工事故[1]。
在这种场合，可以选择双管板换热器，该换热器的特性可以有效防止泄漏发生。
1 双管板换热器的结构双管板换热器，顾名思义，就是在管箱侧设有两片管板，两片管板间有一定距离，形成积液腔，当发生泄漏时，管程介质不会直接漏到壳程里去，而只会漏到这个积液腔里。
目前，双管板换热器的类型主要有两种，分别为固定管板式和U 型管式。
这两种形式各有利弊，固定管板式换热器可以使管壳程介质完全形成对流，充分接触，能量传递效果好，但是管束无法抽出，不能清洗，长期使用磨损较快；U 型管式换热器由于其介质流动方向导致换热效果不理想，但相比于固定管板式换热器，它只有一侧管箱，管板片数少，泄漏点相应也少，密封性更好，且U 型管束可以抽出清洗。
双管板换热器的设计与制造探讨
宴乏妻j ；篓凰，双管板换热器的设计与制造探讨曲斌(沈阳仪表科学研究院，辽宁沈阳110043)c}商要]换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。
本文探讨了双管板换热器的设计与制造问题。
鹾键词]双管板；设计；制造换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一，因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。
面|f 缶着资源日益枯竭的难题，如何提高设备的使用效率已成为—个迫切的问题。
目前，管壳式换热设备在化工生产中仍占据主要地位，尤其在高温或有腐蚀性介质的作业中更能显出优势。
但多数管壳式换热器达不到制冷要求的现状，因此本文选择双管板换热器为研究对象。
1换热器的分类工业生产中使用的换热器型式很多，而且仍在不断发展。
按使用目的不同，换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
由于使用的条件和工作的环境不同，换热器又有各种各样的型式和结构。
按传热原理和实现热交换的方法，换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式3类，其中以间壁式换热器应用最为普遍。
问壁式换热器种类很多，如夹套式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器、板式换热器、板翅式换热器和列管式换热器，列管式换热器又D H 做管壳式换热器，是目前应用最广泛的一种换热器。
2双管板换热器及其特点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～定间隙的两块管板的换热器。
在工业应用中，主要在两种环境下采用双管板换热器。
其一是要求百分百防止管壳程间介质混串的场合，这时通常会加排液倒淋装置在内外管板之间的空腔上，使得管壳程介质切实被内外两层管板隔离，方便日常观测和排放内管板的泄露。
其二是在管壳程间介质压差很大的场合，为了喇氏管壳程间介质的压差，—般采取在内外管板之间的空腔中加入某种介质。
目前，单管板换热器最常见，但其在使用中经常出现一些问题，比如垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，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日泄漏大部分出现在焊接收弧处一焊接收弧时气体未放干净，有砂跟。
双管板换热器的设计原理
双管板换热器的设计原理换热器是一种实现物料之间热量交换的节能设备，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。
论述了双管板换热器的用途、结构、设计等方面需注意的问题，并把它与单管板换热器进行了对比，指出双管板换热器的管程壳程间泄漏量变得很小，受力状况也更好。
同时也论述了双管板换热器的壳体、管板、折流板等的制造工艺方法、管板预装、管板与换热管的连接方法、以及压力试验等方面的技术问题。
在换热管端部有一块管板，称为外侧管板，也就是管程管板，兼作设备法兰，与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部较近的位置还有一块管板，称为内侧管板，即壳程管板，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，这部分空间可以用一个短节跟外界隔离开，组成一个不承受压力的隔离腔；也可以是一个敞开的结构。
1.双管板换热器的应用在如下情形时，换热器管程和壳程介质严格禁止混合，则常常采用双管板结构：①当管程和壳程二介质相混合后会引起严重腐蚀；②一侧为极度或高度危害介质渗入到另一侧会引起严重后果；③当管程和壳程介质相混合后两种介质会引起燃烧或爆炸；④当一种介质混入另一种介质时，引起催化剂中毒；⑤管程和壳程介质相混合后会引起聚合或生成树脂状物质；⑥管程和壳程介质相混合后会引起化学反应终止或限制；⑦管程和壳程介质相混合后，引起产品污染或产品质量下降。
2.双管板换热器的结构双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，这是与单管板换热器可采用多种结构型式、管束可以抽出清洗不同的地方。
对于温差较大的双管板换热器，筒体上可加装波纹膨胀节；而单管板换热器除可考虑筒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。
双管双板结构在换热器设计中的应用
双管双板结构在换热器设计中的应用摘要：换热器的结构取决于换热介质的属性和换热器的工作条件。
运用双管双板结构对换热器进行设计时，需要考虑加工难易程度和产品质量能否达到使用标准。
本文从双管双板换热器的设计内容和加工过程以及难点分析等方面对其进行了简单探讨，主要解决了胀接和板管的制造两方面的问题。
关键词：双管双板结构；换热器；设计；胀接引言当环境中的两种介质条件比较严苛，若产生泄露会造成装置的腐蚀或爆炸，那么在这种情况中一般选用双管双板结构的换热器。
该设备的主要功能不是防止泄露，而是要避免壳程中泄露出的流体进入到管程中，也就是通过双管双板结构将壳程与管程中的介质完全隔离。
在双管双板结构换热器的设计与制造过程中，其结构非常复杂，同时制造的流程也比较困难，强度胀接与管板加工是其中的主要重点和难点，因此在设计和制造过程中应该严格地控制换热器内部的管板与胀接。
一、双管双板结构换热器的设计内容双管双板换热器在加工时一般对单个部分分开制造，再进行整合组装。
其双管双板结构的设计主要分为以下几点：（一）对双管双板换热器的工作参数进行设计其参数的主要内容有以下几点：1.工作压力在壳部位为0.7MPa，在管部位为0.61MPa。
2.工作温度壳部位和管部位分别是-15摄氏度（进）、-6.1摄氏度（出）和28摄氏度（进）、-10摄氏度（出）。
3.换热管的规格为Φ19×2.11×3560（单位：mm）。
4.换热管为倒正三角形排列，换热面积为283平方毫米。
5.换热管中心距为24。
（二）换热器简图换热管的结构简图如下（图一）所示：（三）结构简介双管双板换热器组成本有：壳体、管板、管箱、换热管和螺柱等连接结构四部分。
侧管板与壳体采用焊接模式，与换热管采用胀接，管和壳又形成两腔。
一共有四个腔室。
（四）选定用材考虑其工作环境和工作要求，结合不同的换热介质的属性。
对于换热器采用不同制造材料。
为了使其胀接强度符合要求，锻件级别需要达到3级以上，换热管的硬度、管板的硬度差别不大，一般要达到HB20-30。
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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器 双 管 板 结 构 还 有 一 种 常 见 结 构 见 图 2 ( b) , 靠两管板的连接螺栓之间垫以圆环 ,以调正两 管板间距及平行 ,而管箱与外管板法兰采用台 肩 螺 栓 固 定 , 从 而 不 要 聚 液 壳 。由 于 本 设 备 壳 程为氯气且为 U型管换热器其管束经常要抽 出检修 , 这种开式结构不安全也不合理 , 而对 于管程介质温度高而泄漏气 (液) 对环境无污 染的固定管板换热器双管板用这种开式结构 在便于制造和减少两管板间热应力方面优于 带聚液壳的结构 。
4 管板计算
由于换热器计算均由现成电算 , 此处仅说 明计算模式 。
从图 1 可知 , 双管板计算可分两步进行 。 首先 ,外管板与内管板及聚液壳构成固定管板 式换热器壳程 , 而原管箱与 U 型管换热器壳 程构成两管箱 , 其原因为 U 型管换热器由于 换热管可自由伸缩 , 因此 U 型管对内管板无 约束作用 ,故按此模式可由固定管板换热器要 求 计 算 出 内 外 管 板 。其 次 , 对 于 内 管 板 在 不 计 外管板对其加强偏安全条件下 , 进行 U 型管 换热器管板计算 ,校核前次设计计算出内管板 直 到 合 格 为 止 。通 过 两 次 计 算 校 核 , 双 管 板 的 安全可靠性得到保证 。
6 操作要求
正常操作中除满足 U 型管换热器操作要 求外 ,还应定时认真观察聚液壳上放净口及放 空口的状况 , 放空 (净) 口由工艺管线导入水 槽内 , 如有水从放净口流出则外管板产生泄 漏 , 反之有气体从放空 (净) 口冒出则内管板 泄漏 , 如泄漏量不大 , 则可不必停车继续使用 等待检修时对聚液壳打压查漏点 , 然后再补
图3
2. 3 其 它 聚 液 壳 与 两 管 板 焊 接 按 GB 151 - 89 附 录 D
执行 , U 型换热管应采用 I 级换热器用管 (采 用液压胀要求) , 且不得采用拼接换热管 , 以 避 免 拼 接 带 来 换 热 管 泄 漏 。在 制 作 中 两 管 板 螺 孔 位 置 错 开 便 与 安 装 。换 热 器 其 它 零 部 件 按 GB 151 - 89 及 有 关 要 求 进 行 , 本 文 从 略 。
(常州化工机械厂 ,常州 213002)
如图 1 所示的一段分解加热器是年产约 6万 吨 小 尿 素 工 程 的 主 要 设 备 之 一 。其 有 关 技 术参数如表 1 所示 。
表1
设计设计 MPa 设计温度 ℃
物料名称 换热面积
容器类别
管程 1. 8 160 尿液 、甲铵液
150 二
壳程 1. 34 191 蒸汽
节流结构通常有如下两种形式 : ( 1) 节 流 环 与 换 热 管 下 端 相 焊 固 定 。由 于 节 流 环 通 道 内 径 3 mm , 而 换 热 管 ( <25 ×2) 内 径 约 21 mm , 从 而 起 到 了 节 流 作 用 , 见 图 2 。
1 上管箱 2 上管板 3 壳体 4 格子板 5 换热管 6 下管板 7 下管箱 8 支座 a 尿液进口 b 尿液出口 c 惰性气体出口 d 蒸汽进口 e 冷凝液出口 f 排液口
上海科学技术文献出版社出版
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
Vol . 35 No . 4
Abstra c t
Mea surement and Anal ysis of Natural Vibration Periods of 65 Col umns with Self - support of
3 用材要求
管程为低压循环冷却水 , 故用材上可用 Q235 - A 等 普 通 碳 素 钢 , 壳 程 丙 烯 及 氯 丙 浠 为 易 燃 易 爆 气 体 可 用 16 MnR 等 低 合 金 钢 , 且 有 良 好 的 耐 蚀 性 。关 键 在 于 少 量 干 氯 气 , 对 比 低 合金钢与常用奥氏体及铁素体等不锈钢 ,其对 干氯气耐蚀性基本一致 ,不锈钢仅在使用温度
图1
管 程 零 部 件 材 料 均 为 00 Cr 17 Ni 14 Mo 2 。由 于操作工艺的需要 ,换热管下端入口处设有减 少 流 体 截 面 的“节 流 结 构 ”。
1 节流环 2 下管板 3 换热管 图2
漏 。如 泄 漏 量 大 且 内 外 管 板 均 漏 而 生 产 要 求 暂时不得停车 , 则可通过工艺管线打入与管 程压力相近稍大于壳程压力的惰性气体 ( N2 ) 进 行 气 封 , 满 足 暂 时 要 求 。此 外 , 开 停 车 时 , 均 要用热空气吹干壳程及聚液壳 , 避免水份残 留造成开车时腐蚀 。
397150 换热面积
物料名称 物料特性
氯丙烯 ,氯气
易燃易爆 , 高度危害
循环水
壳/ 管程数 壳体气/ 液出口流量 kg/ h
壳程
管程
95/ 40
40/ 30
缺口31. 4 % ,间隔533mm
43. 7
380
1
6
气相13600 液相28585
由表 1 可得设备设计数据表 2 :
表2
项目
壳程 管程
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
·20 ·
化工设备设计
1999 年 第 36 卷
一段分解加热器节流结构的改进
李业勤 尤爱珍
参考文献
1 GB 151 - 89《钢 制 管 壳 式 换 热 器 , 学 苑 出 版 社 出 版 2 《化 工 设 备 结 构 图 集 》, 化 工 部 设 备 设 计 技 术 中 心 站 3 左 景 伊 编 《, 腐 蚀 数 据 手 册 》, 化 学 工 业 出 版 社 出 版 4 《 TEMA》标 准 ( 1982 年 增 补 ) , 化 工 部 设 备 设 计 技 术 中 心 站 5 《化 工 设 备 的 检 查 和 维 修 》, 上 海 石 化 总 厂 资 料 编 译 组 ,
Fra me X u Zhijun
Bejing Heng Fu Gro up Co . Beijing 100070
2. 1 双管板结构
如图 2( a) 所示 , 设计中管箱法兰与外管 板法兰采用螺栓相连 , 内管板法兰与壳程法 兰也通过螺栓相连 , 这样就保证管束可以抽 出 清 洗 及 检 修 。双 管 板 之 间 , 采 用 聚 液 壳 彼 此 相接 , 聚液壳用来调正两管板间距且保证两 管板平行 , 同时 , 聚液壳用来封闭相邻两管板 之间渗漏出的流 (气) 体 ,防止有毒气体外溢 , 及 时 排 除 。如 条 件 许 可 , 可 在 聚 液 壳 内 通 入 压 力稍高于管壳程的惰性气液体来保证安全 。 按要求聚液壳最高 / 低处需设置放空口和放 净口各一个 ,可将渗漏气 (液) 导出 ,也可作惰 性 气 体 进 出 口 使 用 。另 外 , 对 于 固 定 管 板 换 热
2 结构分析
在环氧氯丙烷生产装置中的氯丙烯工段 , 需设计一台急冷塔塔顶冷凝器将塔顶流出的 氯丙烯与少量未反应完全的氯气 (干气) 及丙 烯的混合气部分冷凝成液相 (氯丙烯) , 其简 图见图 1 ,工艺设计参数如表 1。
图1 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
缝较小而焊接头多 , 相对出现泄漏可能性 大 。经 调 查 换 热 器 管 板 与 换 热 管 连 接 接 头 失 效 造成换热器必需停车补焊接头占换热器故障 的绝大多数 ,且每漏一次对设备腐蚀就加剧一 次 ,而换热器管壳程圆筒及相连管线就得检测 一次腐蚀状况 ; 因此 , 为避免产生泄漏而造成 上述设备及装置腐蚀 ,采用双管板换热器来保 证 装 置 安 全 、平 稳 运 行 显 得 尤 为 重 要 。
第 4期
·17 ·
浅析双管板换热器设计
苏杨 刘卫东
(巴陵石化设计院设备室 ,岳阳 414003)
摘要 本文就一设计实例从双管板换热器机理 、结构 、计算 、操作等方面简单阐述了设计中的考虑 ,并提出比较方案供参考 。 关键词 双管板 换热管 腐蚀 焊接 胀接 接头
1 前言
由 图 1 所 示 , U 型 管 换 热 器 ( BEU1200 — 0. 7 / 0. 6 —360 —4. 5 / 19 —6 I) 为 双 管 板 换 热 器 , 由于壳程内有氯气 (干气) 而管程为冷却循环 水 , 工艺及设备防腐要求水与氯气严禁接触 , 否则水与氯气产生化学反应 , 反应方程式如 下:
5 压力试验
考虑双管板换热器两管板间有聚液壳 , 其 压力试验应分开做 , 首先 , 由于管程设计压力 大于壳程 ,则聚液壳应以管程试验压力做压力 试验 , 观察两管板与换热管连接是否密封可 靠 , 然 后 按 GB 151 - 89 中 对 U 型 管 换 热 器 要 求 分别对管程及壳程进行压力试验来验证密封 及强度合格 。
上稍高 ,但其又在氯气环境下易产生应力腐蚀 且本设备正常操作温度不高 ,因而不必使用此 类 不 锈 钢 。如 使 用 高 铬 及 高 镍 合 金 对 干 氯 气 耐蚀性非常好却价格昂贵 ,因此在满足工艺对 铁 离 子 要 求 下 , 采 用 低 合 金 钢 ( 16 MnR , 20 # ) 作为壳程及换热管主体材质既经济又合理 。
H2 O + Cl 2 = HCl + HClO 盐 酸 ( HCl ) 及 次 氯 酸 ( HClO) 均 为 强 腐 蚀 介 质 , 只要有微量盐酸及次氯酸存在 , 就能够使 本设备及与之相连工艺装置设备的快速腐蚀 失效 , 严重的还会造成人员伤亡 ; 而最可能造 成水与氯直接接触部位在管板与换热管相连 焊接接头处 ,对于机械制造厂换热管与管板角 焊接接头仅能靠着色探伤检查 ,加上本接头焊