换热器布管计算

换热器布管计算

布管

（1）换热管的排列方式为转角正方形排列，如下图所示

（2）换热管中心距

所选换热管d=25mm ，换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径，查国标得换热管中心距S=32mm

(3)布管限定圆

布管限定圆直径D L=D i-2b3

b3=0.25d=0.25×25=6.25mm(一般情况下不小于8mm)

∴取b

3=8.5

D L=D i-2b3=500－2×8.5＝483mm

查GB 151一1999（表43~45）得

换热管外径为25mm时，拉杆直径d=16mm，材料为不锈钢，4根；

拉杆螺纹公称直径d n=16mm，L a=20mm，L b≥60mm，b=2.0mm

拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。

7 容器法兰的选择

a)管箱法兰的选择

已知D N=500mm，P N=1.5 Mpa ，介质温度＜200℃，所以选用甲型平焊法兰（平面法兰），查得法兰型号为JB/T 4701一2000。压紧面形式为全平面密封，材料为16MnR。由于腐蚀裕量为3mm，故加厚短节为2mm。

查JB/T 4701一2000得法兰连接尺寸：D N=500mm，

D=630mm,D1=590mm,D2=555mm,D3=545mm,D4=542mm,δ

=44mm,d=23mm。

配套螺柱为M20×28个，查JB/T 4707一2000选用等长双头螺柱（A 型）d=d2=20mm，L0=50mm，C=2.5mm，r=6mm，

b)壳体法兰的选择

D N=500mm，P N=1.2 Mpa ，介质温度＜200℃，所以选用甲型平焊法兰（平面法兰），材料为16MnR，压紧面形式为全平面密封

查JB/T 4701一2000得法兰连接尺寸：D N=500mm，

D=630mm,D1=590mm,D2=555mm,D3=545mm,D4=542mm,δ

=44mm,d=23mm。

配套螺柱为M20×28个，材料为40MnB 查JB/T 4707一2000选用等长双头螺柱（A型）d=d2=20mm，L0=50mm，C=2.5mm，r=6mm，L=?

c)接管法兰的选择

根据HG20592一1997 D N=125 P N=1.5选用板式平焊法兰（标准

号为 HG20593），全平面密封，连接尺寸：D=250，K=210, L=18×8(M16)。

8 垫片的选择

一般情况下垫片材料为非金属软垫片（GB3985 石棉橡胶板） 垫片500-1.6 JB/T 4704一2000

查得垫片尺寸D=544mm ，d=504mm ，δ＝3mm

法兰垫片接触面外径D 4=542mm

垫片接触面宽度N=（542－504）÷2=19mm

基本密封宽度，查GB150一2011表7一1，5.92/==N b o mm 管箱垫片选用缠绕垫片标号为JB ／T4719-1992 如图所示为四管程管箱垫片 钢带为

填

料为石棉

查JB ／T4719-1992得D=554,d=522,d 1=518

9 管板设计

换热器公称直径D N 为500mm ，即mm D i 500=；由于管板不兼作法兰，所以管板与管箱圆筒、壳程圆筒之间的连接方式为a 型（管板通过垫片与壳体法兰和官箱法兰连接）；

换热管规格为φ25mm ×2.5mm ，L o =6000mm ，换热管实际排管

换热管实际排管根数60；

换热管排列方式为斜正方形，管心距为32mm ；

换热管与管板的连接方式：先焊后强度胀接；

管板分程隔板槽深4mm ，

管箱法兰采用JB/T 4701一2000，

查GB150.2一2011得

圆筒材料: Q345R []150δ=189MPa []=200δ183MPa

管板材料： 16Mn 锻件 []=200δ150MPa []150δ=167MPa 换热管材料：10号钢 []200δ=108MPa

计算G D ,d A ，t A ，t D ，t ρ，c

C 垫片压紧力作用中心圆直径G

D

≥o b 6.4mm 时8.75.953.253.2=⨯==o b b mm

4.5268.72-542=⨯=G D mm

沿隔板一侧的排管数'n =10和8根

隔板槽两侧相邻中心距 n

S =232mm 在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支承的面积

对于正方形排列

()S S S n A n d -='=()763532-23232810=⨯⨯+）（2mm

管板布管区面积

d t A nS A +=22=7635326022+⨯⨯=1305152

mm 一根换热管管壁金属的横截面积a 查GB151一1999附录J 表J1得 a=176.712mm 管板布管区的当量直径8.40714.313051544=⨯==πt t A D mm

管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比 R D t

t 2=ρ (a 型连接2R=G

D ) 775.04

.5268.4072===R D t t ρ =t ρ1 1.2903 系数c C ，对于a 型连接方式，0=f K

, 按t

ρ1查GB151一1999图19得：c C =0.266 确定管板设计压力

不能保证s p 与t p 在任何情况下都同时作用，并两

侧均为正压时，取两者中的大者

d p =max(s p ,t

p )=max(1.5,1.2)=1.5MPa 管板厚度计算 []t d c G p C D σμδ⨯⨯=82.0=2.351504.0266.05.14.52682.0=⨯⨯⨯⨯mm

管板设计厚度=d

δ35.2+6+4+0.8=46mm(加上腐蚀裕量6mm 和分程隔板槽厚度4mm)

管板名义厚度 n

δ=46mm D=542mm GB 151一1999中用于一般场合，管板最小厚度要求应符合：25≤o d

时，mm d o 75.1875.0min =≥δ 符合。 10 接管 油的经济流速范围为0.5～1.0m ·s -1

（1）接管的选型

各接管直径由流速及其流量，按如下公式进行计算

u m u V d s

s ρππ44==

管程流体进出口接管：流速取0.8m ·s -1 mm u d 6.1038.0360094814.3230004ms 41=⨯⨯⨯⨯==πρ

查HG20592-1997可知，选用管程接管公称通径为Dn=125mm ，钢管外径为Do=133mm ，接管材料为20号钢 ，查GB9948 设计温度下的许用