压力容器设计钢制管壳式换热器知识问答题

1、压力容器设计钢制管壳式换热器知识问答题4 1范区GB151适用的换热器型式及参数范围是什么？答：GDI51 89: 1。适用于固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式2. 本标准适用的换热器参数为：公称直径DNC 2000mm公称压力PNC 35MPa公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于104。GBI51 1999适用范围变化为：公称直径DNC 2600mm 公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于1.75X104。4-2GB151-89管壳式换热器分为几级 ？各采用什么换热管？各适用于什么场合？GBI51-1999作何修改？答：GBl5l-89换热器分I级、II级。I级换热

2、器采用较高级精度冷拔管，适用于无相变传热和易产生振动的场合。H级换热器采用普通级精度冷拔管，适用冷凝、重沸传热和无振动的一般场合。GB151 1999中对换热器分级改成换热器管束分级； 即I、级管束，具体要求相同。标准中取消了关于适用场 合的建议。4-3管壳式换热器主要组合部件名称及分类代号是什么？答：前端管箱：A平盖管箱B封头管箱C-用于可拆管束与管板制成一体的管箱N与管板制成一体的固定管板管箱D-特殊高压管箱壳体型式：E单程壳体F具有纵向隔板的双程壳体G 分流H双分流I U形管式换热器J无隔板分流（或冷凝器壳体）K釜式重沸器后端结构：L与A相似的固定管板结构M 与B相似的固定管板结构N 与

3、C相似的固定管板结构P-填料函式浮头S钩圈式浮头T可抽式浮头U U形管束W-带套环填料函式浮头4-4 设计U形管式或浮头式换热器的管板时，怎样确定管 板的设计压力？ 管板设计压力的确定：若能保证在任何情况下都同时作用或P s与Pt之一为负压时，则Pd= | Ps- Pt否则取下列两式中的较大值Pd=max(| Ps | , | Pt | )。4-5 GB151-89规定：用复合钢板制造管壳式换热器管板时， 对复层材料有什么要求？GB151-1999有何修改？答：GB151-89规定：用轧制复合板或爆炸复合板作 管板时，应对复层与基层的结合情况逐张进行超声波检验， 布管区内不开孔的部分不得有分层

4、。GBI5I 1999规定：复合板应符合相应标准要求，详见43. 2. 3 条。4 6设计多管程式管壳式换热器时，确定分程隔板位置的 原则是什么？确定分程隔板位置的原则是：1应尽可能使各管程的换热 管数大致相等。2.分程隔板槽形状简单，密封面簪度短。 4-7管壳式换热器的换热管与管板之间采用胀接连接应 符合什么条件？ 答：1 .必须采用的条件：换热管与管板不可焊。2 .适用范围：a.设计压力w 4Mpa;b.设计温度w 300C.C.操作中无刷烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力 腐蚀。3. 一般要求：a.换热管材料的硬度值一般须低于管板的 硬度。B.有应力腐蚀时，不应采用管头局部退火的方

5、式来降 低换热管的硬度。4-8管壳式换热器在什么情况下管板与换热管之间的连接应胀焊并用？答：1.密封性能要求较高的场合；2 .要求承受振动、有疲劳、交变载荷的场合；3 .采用复合管板的场合；4. 有间隙腐蚀的场合。4-9管壳式换热器的整体管板的有效厚度如何确定？答：整体管板的有效厚度，等于管板的实际厚度减去管板 两侧的开槽深度或腐蚀裕量中的大值之和。即Se=S -（丫+丫）Se 管板有效厚度mmS管板实际厚度 mm.丫一计算数：Y=K或C2,取大值；丫一计算数：丫 =«或 C2，取大值；K 管程隔板槽深，mmC2 管程管板的腐蚀裕量，mmK -壳程结构开槽深，mmC2壳程管板的腐蚀裕

6、量，mm4-10管壳式换热器复合管板的有效厚度如何确定？答：复层与基层完全贴合的管板， 复层可计入复合管板的有效厚度。当复层的材料的强度低于基层材料时，应以复层的当量厚度计入复合管板的有效厚度。8 c复层当量厚度，mm。8复层设计厚度，mma 1 设计温度下基层材料的许用应力，MPaa 2 设计温度下复层材料的许用应力，MPa4-11管壳式换热器固定管板与 U形管式管板的受力情况有什么区别？答：管壳式换热器固定管板主要受到以下几个方面的力的 作用：1. 管壳程压力对管板的直接作用力；2. 管壳之间的热膨胀差产生对管板的作用力；3. 管束对管板的弹性支承反力；4. 管板兼作法兰时法兰螺栓产生的力

7、矩。对于U形管式管板仅受管、壳程压力对管板的直接作用 力。4-12在什么情况下固定管板式换热器的壳程筒体需设置膨 胀节？在管板的计算中按有温差的各种工况计算出壳体轴向应 力c C、换热管的轴向应力 a 1。换热管与管板之间的拉脱力q中，有一个不能满足强度（或稳定）条件时，就需要设置膨胀节。在管板强度校核计算中，当管板厚度确定之后，不设膨胀节时，有时管板强度不够，设膨胀节后，管板厚度可能就满足要求。此时，可设置膨胀节以减薄管板，但要从材料消耗、制造难易、安全及经济效果等综合评估而定。4-13管壳式换热器管板的延长部分兼作法兰时，法兰部分对管板有什么影响？答：当管板兼作法兰时，法兰力矩不仅作用于法

8、兰上，还会延伸作用于管板上，对管板来说，增加了一个附加力矩。因此计算管板时，除考虑壳程、管程设计压力的“当量压力”及管子与壳体不同热膨胀引起的、“当量压力”外，还 需要计入由于法兰力矩引起的管板应力。由于法兰力矩在管板中引起的附加力矩，使管板计算趋于 复杂化，管板厚度取决于其危险组合。对延长部分兼作法兰的管板，法兰和管板应分别设计， 且 法兰厚度可以和管板厚度不同4-14在什么情况下，管壳式换热器管程或壳程的介质进口处应设置防冲板？1. 管程设置防冲板的条件：当管程采用轴向入 口接管或换热管内流速超过 3m/S时，应设置防冲板， 以减少流体的不均匀分布的对换热管端的冲蚀。2. 壳程设计防冲板的

9、条件：1）当壳程进口流体 的p u 2值为下列数值时应在壳程设置防冲板：a .非腐蚀、非磨蚀性的单向流体：p u 2： >2330kg/ms 2者；b .其它液体，包括沸点下的液体：p u 2: >740kg/m-s 2者。有腐蚀或有磨蚀的气体、蒸汽及汽液混合物，应设置防冲板流体流速，m/s。以上：p 流体密度，kg/m： u4-15在什么情况下，管壳式换热器壳程进出口处应设置导流筒？答：同4-t4题中，壳程设置防冲板条件；当壳程进出口距管板较远， 流体停滞区过大时，应设置导流筒，以减小流体停滞区，增加换热管有效长度。4-16管壳式换热器壳程进口处的防冲板表面距壳体圆筒内壁的距离与

10、防冲板直径或边长各为多少？答：防冲板表面到圆筒内壁的距离，一般为接管外径的4防冲板的直径或边长，应大于接管外径50mm.4-17管壳式换热器壳程进出口处的导流筒有几种形式，其结构尺寸在设计中应如何考虑？答：一般有内导流筒与外导流筒两种形式。a.内导流筒导流筒表面到壳体圆筒内壁的距离一般应大于接管外径的1/3,导流筒端部至管板的距离，应使该处的流通面积不小于导流筒的外侧流通面积；b .外导流筒内衬筒内表面到外导流筒的内表面间距为：接管外径d< 200mm时，间距为50mmd>200m m 时，间距为 100mm立式外导流换热器，应在内衬筒下端开泪孔。4-18管壳式换热器中常用的折流板

11、和支持板的形式有几种？答：在管壳式换热器中，常用的折流板和支持板的形式有 弓形和圆盘圆环形两种。弓形折流板又有单弓形、双弓形和 三弓形，其缺边的位置又有水平缺边和垂直缺边(对立式换热器，水平缺边是指壳程物料进口管与折流板缺边垂直者， 垂直缺边是指平行者)之分。4-19管壳式换热器中折流板的布置应遵循什么原则？答：在管壳式换热器中，折流板的布置原则为：(1) 折流板的布置必须符合工艺设计条件的要求。特别是 对折流板的形式、折流板的间距、靠近壳程物料进出口的折 流板位置等必须尽可能满足工艺设计条件。(2) 在工艺设计条件没有特别要求的情况下，对靠近壳程 物料进出口处的折流板，应尽可能靠近进出口，其余按等间距布置。(3) 当壳程为单相、干净的物料时，折流板应为水平缺边。 当壳程为气、液相共存或液体中含有固体的物料时，折流板 应为垂直缺边。对卧置式换热器，在折流板的最高和最低处， 应开夹角90°、深15mm勺排气、排液缺口。4