1 雙管板換熱器及其應(yīng)用簡(jiǎn)介 

雙管板換熱器是在換熱器一端設(shè)有一定間隙的兩塊管板或相當(dāng)于有一定間

隙的兩塊管板的換熱器，如圖1所示。在實(shí)際操作中，雙管板換熱器一般用于以下兩種場(chǎng)合:一種是防止管殼程間介質(zhì)混串的場(chǎng)合，例如，對(duì)殼程走水、管程走氯氣或氯化物的換熱器，若殼程中的水與管程中的氯氣或氯化物接觸，就會(huì)產(chǎn)生具有強(qiáng)腐蝕性的鹽酸或次氯酸，并對(duì)管程材質(zhì)造成嚴(yán)重的腐蝕。采用雙管板結(jié)構(gòu)，能有效防止兩種物料混合，從而杜絕上述事故的發(fā)生;另一種是管殼程,間介質(zhì)壓差很大的場(chǎng)合，此時(shí)通常在內(nèi)外管板之間的空腔中加入一種介質(zhì)，以減小管殼程間介質(zhì)的壓差。 

圖1雙管板換熱器示意圖

圖2雙管板換熱器的管板

在雙管板換熱器中，換熱管的端部的管板稱為外管板，此管板兼作設(shè)備法蘭，分別與換熱管及管箱法蘭相連;在距換熱管端部較近位置的管板稱為內(nèi)管板，分別與換熱管和殼程相連。圖2和圖3雙管板常見結(jié)構(gòu)。

圖2 常見雙管板結(jié)構(gòu)1

圖3 常見雙管板結(jié)構(gòu)2

3 雙管板換熱器管板的設(shè)計(jì) 

管板的設(shè)計(jì)計(jì)算是非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)步驟，也是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中很復(fù)雜的。

因此，設(shè)計(jì)者對(duì)雙管板式換熱器管板厚度的設(shè)計(jì)特別重視。 

3.1管板厚度的設(shè)計(jì) 

(1)雙管板換熱器的管板厚度設(shè)計(jì)方法目前國(guó)內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)可依，通常采用近似方法將雙管板換熱器分解成兩部分，然后根據(jù)每塊管板兩側(cè)所接觸介質(zhì)壓力與溫度按GB 151—1999相應(yīng)模塊來進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。針對(duì)U形管及固定管殼式雙管板

淺析雙管板換熱器管板的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 過程裝備07-1 朱延霆 換熱器，其管板設(shè)計(jì)厚度采用SW6軟件相應(yīng)模塊進(jìn)行近似計(jì)算是安全的，但結(jié)果過于保守。采用有限元分析軟件對(duì)雙管板換熱器的管板相應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱應(yīng)力分析并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地降低了管板厚度，為雙管板換熱器的管板厚度設(shè)計(jì)提供

依據(jù)。 

(2)計(jì)算管板厚度時(shí), 應(yīng)考慮管程、殼程和積液程三種的工況, 按不同情況進(jìn)

行計(jì)算: 

殼程管板的設(shè)計(jì)參數(shù):設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度分別按殼程及積液程工況確定。換熱管和殼程壁溫度按管程及殼程工況確定。管板與換熱管的連接為脹接, 換熱管的有效長(zhǎng)度為殼程管板間距離。參數(shù)確定后，按GB151計(jì)算殼程管板的厚度。 

管程管板的設(shè)計(jì)參數(shù):設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度按管程和積液程工況確定。換熱管和殼程壁的溫度以換熱管與殼程或積液程殼體之間大溫差為計(jì)算依據(jù)。管板與換熱管的連接, 不管是強(qiáng)度焊加貼脹, 還是強(qiáng)度焊加強(qiáng)度脹, 計(jì)算時(shí)均按強(qiáng)度焊考慮。換熱管的有效長(zhǎng)度為管程管板間的距離。參數(shù)確定后，按GB151

計(jì)算管程管板的厚度。 

管板形式無論是延長(zhǎng)部分兼作法蘭或是不帶法蘭的固定式管板, 計(jì)算時(shí)均可以按延長(zhǎng)部分兼作法蘭固定式管板進(jìn)行計(jì)算, 因?yàn)檠娱L(zhǎng)部分兼作法蘭固定式管板的受力情況比不帶法蘭的固定式管板更為苛刻。計(jì)算方法如下: 

延長(zhǎng)部分兼作法蘭處的*小厚度 

1222，，M(R,1，3.71rlnR) T,0.98,,2S(A,G)(1，1.86R)，，

式中:T——管板的有效厚度; 

M——取M和M的較大值，N,mm; 112

M——操作條件下延長(zhǎng)部分所受的總彎矩，; N,mm2

R——R=A/G; 

A——管板外徑; 

G——管板墊片的平均直徑; 

S——規(guī)范所規(guī)定的設(shè)計(jì)溫度，下管板材料的拉伸許用應(yīng)力，kPa; 

內(nèi)側(cè)管板與換熱管液壓漲接

采取二次漲接工藝，采取漲接工藝評(píng)定試驗(yàn)選取工作漲接壓力進(jìn)行漲接。