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发布时间:2021-07-22
【管壳式换热器标准制定历史】
管板是管壳式换热器重要的受力元件之一,管板的设计合理与否直接关系到换热器的制造成本的高低及综合性能的优劣。管板的强度计算作为管板设计的关键一环,一直是许多国家相关部门的研究,管板强度的计算方法也在不断地发展和完善。
1975年以来,美国的ASME VIII-I尝试给出适合各种管板类型的设计规范,在1983年板中给出U形管式换热器的简支和整体结构的管板计算方法,在1992年版中又加入了固定式换热器管板计算方法。法国压力容器规范CODAP于1986年出版的非规定附录里,不锈钢管壳式换热机组厂家,给出了包括U形管式、浮头式、固定式换热器的管板计算方法。
多年来,主要工业国家都已有自己的管板设计计算公式或规定,如英国的BS 5500标准、美国的TEMA、日本工业标准JIS、捷克压力容器计算准则、管板计算公式及TEMA修正计算公式、前苏联的锅炉监察手册及联邦德国的AD规范等。
为促进承压设备在欧盟成员国内的自由贸易,2002年3月欧盟成员国正式表决通过了修改后的表尊EN13445,并于同年5月30日颁布了该标准版,并且要求,所有与此相抵触的欧盟成员国同类迟于2002年11月废弃。
EN13445适用于设计压力大于0.05MPa、材料为铁素体或奥氏体钢的非直接接触火焰压力容器,设计温度低于以钢材蠕变控制其许用应力强度的相应温度,但不适用于如移动式压力容器、失效后导致辐射影响的核设施上的压力容器、能产生110度以上过热水蒸汽的压力容器等承压设备。
对于管板的设计、EN13445中提出了两种方法,一种是传统方法,考虑内外压、几何尺寸等因素严格计算各种载荷状态引起的管板应力,并严格校核;另一种是分析方法,通过管板的分析,确定许用应力载荷。
结构:只有一块管板,锅炉管壳式换热机组,管束由多跟?U?形管组成,管的两端固定在同一块管板上,设备可以自由伸缩。
优点:以U形管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单,马鞍山管壳式换热机组,价格便宜,承压能力强。
缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U形管相当于两根管,报废率较高。
适用范围:是设备中只有一个可用于高温,高压,高温差的设备。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。
结构:特点与浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。
优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳内可以自由伸缩,免掉了热应力。加工制造方便,节省材料,造价低,由于可抽芯,维修方便。
缺点:填料处易产生泄露。
适用范围:一般适用于2.5MPa以下的工作条件且不能用于易挥发,及贵重介质的工况。使用温度受限于填料的物性。目前使用较少