1㎡双管板换热器
双管板换热器的设计及制造要点_何玉伟
- 18 -论文广场石油和化工设备2013年第16卷表1 换热器技术参数双管板换热器的设计及制造要点何玉伟，李岩，王雷（中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125001）[摘 要] 对双管板换热器的设计及制造要点进行了介绍，对管板间距的计算及制造工艺的合理性进行了探讨，可供设计人员参考。
[关键词] 双管板换热器；结构；管束；设计；制造；要点作者简介：何玉伟（1969—），女，辽宁葫芦岛人，大学本科，工程师。
在中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司研究院长期从事压力容器设计制造工作。
换热器是一种实现物料间热量交换的设备。
随着换热器技术的提高，其在工业领域的应用范围越来越广。
在生产使用中为防止腐蚀和污染，同时为满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器。
本文提到的冷却器管程介质为四氯化钛，不易燃，但高毒，且渗透性强，设备一旦发生泄漏，与壳程的介质冷却水混合后分解放热，释放出有毒的腐蚀性烟气，具有较强腐蚀性，在设计上采用双管板结构，以延长换热器的寿命。
1 换热器技术参数及结构1.1 设备技术参数见表1。
名称壳程管程设计压力MPa 0.50.5设计温度℃50100工作压力MPa 0.40.4工作温度（进/出）℃30/3870/57程数12物料名称/特性冷却水（无毒）四氯化钛汽液混合体（中度危害）主要受压元件材料Q345R 0Cr18Ni9焊缝接头系数0.851.0管子与管板连接形式强度胀(内管板)强度胀+强度焊(外管板)换热面积（m 2）351.2 设备结构特点设备外形结构见图1。
冷却器壳体尺寸Dg600×8×3982mm ，材质Q345R 。
外侧管板尺寸φ740×45mm ，材质为16MnⅢ+堆焊304，内侧管图1 冷却器结构简图板尺寸φ616×45mm ，材质为16Mn Ⅲ，共有124根φ25×2.5×4000mm 换热管，材质为0Cr18Ni9。
双管板换热器标准
双管板换热器标准
双管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
它的主要作用是将两种不同温度的流体进行热量交换，从而实现能量的转移和利用。
双管板换热器的结构比较简单，由两个平行的金属板组成，中间夹有一层密封材料。
流体通过板式换热器时，热量从高温流体传递到低温流体，从而实现热量的平衡。
双管板换热器的优点在于其高效、节能、占用空间小等特点。
它的换热效率高，能够满足不同工艺流程的需求。
同时，双管板换热器的结构紧凑，占用空间小，方便安装和维护。
在使用双管板换热器时，需要注意以下几点：
1. 选择合适的材料。
双管板换热器的材料应根据工艺流程的要求进行选择，以确保其耐腐蚀、耐高温等性能。
2. 控制流量。
流量过大或过小都会影响双管板换热器的换热效率，因此需要根据实际情况进行调整。
3. 定期清洗。
双管板换热器在使用过程中会产生一定的污垢，需要定期清洗以保证其正常运行。
4. 安全操作。
在使用双管板换热器时，需要注意安全操作，避免发生意外事故。
双管板换热器是一种高效、节能、占用空间小的换热设备，广泛应用于各个行业。
在使用过程中，需要注意选择合适的材料、控制流量、定期清洗和安全操作，以确保其正常运行。
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。
双管板换热器的设计及制造
图 ３ 变形 示 意图
１ 外侧 管板 ． ２ 内侧管 板 ．
之问距 。穿入全部换 热管后 ，以外侧管 板面 为基 准 ，调 整换热 管伸 出管 板面 的长 度为 ２～３ ｍ。双 管板与换 热 ａ ｒ 管连接的顺 序为 ，先胀接 内侧 管板与换 热管 ，后焊接 外
（）管子伸 出管板 面长 度 为确 保焊 接 的可 靠性 ， ２ 避免水压试验 时部分连接接头 泄漏 ， 选择 了如 图 ２ 故 所 示的结构。管子伸出管板 面 的长 度为 ２ ｍ ａ ｒ 。这 种结构 既 可使管板与管 子焊缝高度增 加 ，又不会熔 化管头 ，从 而 增加了连接接头的强度及密封性能，保持管端 圆整无缺。
体 ， 图样压力进行水压及 气密性试验 。最后 对管程进 按
行气 压试验 。
压胀 。对于碳素钢及其合金钢保持管板 与管子之 间一定
的硬度差是改善胀接质量的重要途径 之一 ，通常将 硬度
四、建议
１ ）严 格控 制可能影 响双 管板 同心度 、平行度 、扭
差控制在 ３０ Ｒ ０Ｈ Ｃ左右。对 于奥 氏体 不锈钢 ，虽然 因材
穿。
受设备的机 械载荷 与热载荷 。承载能力主要取 决于双 管
板问距 。并且对 固定式双管板进 行壳程水压 试验时 ，内
侧管板 与换热管连接处可 能存 在泄漏 ，故在确 定双管板
问距时必须考虑观察 、检漏所需要 的最小空 问。综合考
虑 ，隔离腔 问距为 ５ ｒ ０ ｍ。 ａ
２
（）管束 与 壳体 组 装 在 壳体 内组装 拉 杆 、折 流 ２
Ｇ Ｍ 通 用 螽ｉ ｎｌ Ｉ 霾
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双管板换热器说明书
双管板换热器说明书温州利祥机械有限公司目录一、设备用途 (2)二、结构及特点 (2)三、技术参数 (2)四、设备安装与使用注意事项 (3)双管板式换热器使用说明书一、用途管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
广泛应用于制药、化工、生物、造纸等领域。
二、结构及特点结构：管式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。
挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
特点：1、换热管采用无缝钢管。
2、全部是316L不锈钢材质。
3、双管板设计杜绝交叉污染。
4、产品接触侧全排空设计。
5、换热通道无死角。
6、结构紧凑，体型小，占地面积小。
7、换热性能好，传热系数高。
三、技术参数1. 设计压力壳程内：常压管程内：常压2. 工作压力壳程内：常压管程内：常压3. 设计温度壳程内： 100℃管程内：90℃4. 工作温度壳程内： 95℃管程内：80℃5. 工作介质壳程内：热水管程内：物料6. 主要受压元件材料：SUS316L7.焊接系数： 0.858.换热面积： 2.0m2本设备按GMP设计规范进行设计，制造，试验和验收；罐体采用电弧焊和氩弧焊，焊缝质量符合GB151-1999《管壳式换热器》，接头型式除图中注明外，按GB/T985-2008中规定，角焊缝的焊角尺寸按较薄板厚度，法兰焊接按相应的法兰标准。
各管口方位按府视图。
四、安装和使用注意事项1.设备运行前检查各部件安装是否正确、安全可靠。
双管板式换热器原理
双管板式换热器原理双管板式换热器是一种常用的热交换设备，用于在两个流体之间进行热量传递。
它由两个平行的金属管板组成，中间夹着一系列的管道，形成了流体流动的通道。
该设备的设计和工作原理使其在许多工业领域中得到广泛应用，例如化工、石油、食品加工等。
双管板式换热器的工作原理基于热量的传导和对流。
当两个不同温度的流体通过换热器时，热量会从温度较高的流体传递到温度较低的流体中。
其中，热量的传导通过金属板实现，而对流则是通过流体在管道中的流动实现的。
通过这种方式，双管板式换热器可以实现高效的热量传递。
在双管板式换热器中，热量的传导主要依靠金属板的导热性能。
金属板通常由铜、不锈钢等导热性能良好的材料制成。
当两个流体分别通过换热器的两侧时，热量会通过金属板从一个流体传递到另一个流体中。
金属板的导热性能决定了热量传递的效率，因此选择合适的材料对于换热器的性能至关重要。
与热量的传导相比，对流在双管板式换热器中起着更重要的作用。
流体在管道中的流动会带走热量，从而加快热量传递的速度。
为了增加对流的效果，管道通常采用螺旋形或弯曲形状，以增加流体的流动路径。
此外，还可以在管道内设置一些扰动装置，如翅片或螺旋纹等，以增加流体与金属板之间的接触面积，进一步提高换热效率。
双管板式换热器还具有一些其他的设计特点，以满足不同的工艺要求。
首先，它可以根据流体的温度和流量进行定制，以确保在不同工况下都能达到预期的换热效果。
其次，它还可以根据流体的特性选择不同的结构形式，如平行流、逆流或交叉流等，以最大程度地利用流体的温差来实现热量传递。
总的来说，双管板式换热器是一种高效可靠的热交换设备。
它通过热量的传导和对流实现了不同流体之间的热量传递，广泛应用于各个工业领域。
通过合理的设计和选择合适的材料，双管板式换热器可以达到较高的换热效率，提高能源利用率，降低生产成本。
随着科学技术的不断进步，双管板式换热器的结构和性能也在不断改进和创新，为工业生产带来了更多的便利和效益。
双管板换热器标准国标
双管板换热器标准国标引言：双管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
为了保证双管板换热器的质量和安全性，国家制定了一系列的标准和规范，其中最重要的就是双管板换热器的国家标准。
一、双管板换热器的定义和分类双管板换热器是一种利用板式换热器原理进行热量传递的设备。
它由两个平行的板组成，中间夹有一层密封垫片，通过紧固件将两个板夹紧在一起，形成一个密闭的换热腔。
根据不同的工艺要求，双管板换热器可以分为单面流动式、双面流动式、多级式等多种类型。
二、双管板换热器的国家标准双管板换热器的国家标准是GB/T 151-2014《双管板换热器》。
该标准规定了双管板换热器的术语和定义、分类、基本参数、结构和材料、制造、检验、试验、标志、包装、运输和贮存等方面的要求。
其中，双管板换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度、介质流量、介质压降等。
结构和材料方面，标准规定了双管板换热器的板材、密封垫片、紧固件、支撑件等材料的要求。
制造、检验和试验方面，标准规定了双管板换热器的制造工艺、检验方法和试验标准。
标志、包装、运输和贮存方面，标准规定了双管板换热器的标志、包装、运输和贮存的要求。
三、双管板换热器国家标准的重要性双管板换热器国家标准的制定和实施，对于保证双管板换热器的质量和安全性具有重要的意义。
首先，标准规范了双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面的要求，保证了双管板换热器的质量和性能符合国家标准。
其次，标准规定了双管板换热器的使用条件和安全要求，保证了双管板换热器的安全性和可靠性。
最后，标准的实施可以促进双管板换热器的技术进步和产业发展，提高我国双管板换热器的竞争力和市场占有率。
四、双管板换热器国家标准的应用双管板换热器国家标准的应用范围非常广泛，涉及到化工、石油、制药、食品等多个行业。
在双管板换热器的设计、制造、检验和试验等方面，必须严格按照国家标准的要求进行操作，以保证双管板换热器的质量和安全性。
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。
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双管板换热器
说
明
书
一、用途
管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
广泛应用于制药、化工、生物、造纸等领域。
二、结构及特点
结构：管式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。
挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
特点：
1、换热管采用无缝钢管。
2、全部是S31603不锈钢材质。
3、双管板设计杜绝交叉污染。
4、产品接触侧全排空设计。
5、换热通道无死角。
6、结构紧凑，体型小，占地面积小。
7、换热性能好，传热系数高。
三、技术参数
1.设计压力
壳程内：0.55 MPa 管程内：0.35 MPa
2.工作压力
壳程内：0.50 MPa 管程内：0.30 MPa
3.设计温度
壳程内：162 ℃管程内：148 ℃
4.工作温度
壳程内：159 ℃管程内：＜100 ℃
5.工作介质
壳程内：蒸汽管程内：注射水
6.主要受压元件材料：S31603
7.焊接系数：0.85
8.换热面积：1 m2
本设备按医药GMP设计规范进行设计，制造，试验和验收；罐体采用电弧焊和氩弧焊，焊缝质量符合GB151-1999《管壳式换热器》，接头型式
除图中注明外，按GB/T985-2008中规定，角焊缝的焊角尺寸按较薄板厚度，法兰焊接按相应的法兰标准，各管口及支座方位按俯视图。
四、安装和使用注意事项
1.设备运行前检查各部件安装是否正确、安全可靠。
热媒入口处应设过滤器。
2.换热器应根据当地水质及运行情况定期除垢。
被加热水的硬度较高时应软化。
换热器应根据当地监察部门的要求定期检测。
3.设备开始运行时先关闭排污阀，打开进水阀同时打开设备顶部的排气阀（或安全阀），当水从排气阀流出后关闭排气阀。
4.打开热媒出口阀，再开进口阀，然后按照热媒压力情况调整好各管道上的阀门，保证换热正常和冷凝水排水通畅。
5.为保证供水水质应定期排污。
排污时，先关闭热媒进口阀，被加热水出口阀。
再打开排污阀排污。
排污结束后打开出口阀，关闭排污阀，打开热媒进口阀，使设备重新投入运行。