大型换热器设计规范
大型冷凝器开发设计规范
一、适用范围
本规范适用于卧式壳管式氨（氟）介质冷凝器的设计。其它介质可参考执行。
1.公称压力 PN≤
2.5Mpa
2．换热管排数 n≥30
3．筒体直径 1500mm≤DN≤2600mm
4．重量 W≤100T
二、设计参数
1.设计压力：
壳程按GB151-1999附录C
管程 1.0或0.6Mpa
2.设计温度：
壳程按GB151-1999
管程 50 ℃
三、技术要求和技术特性表格式参照《制冷压力容器设计规定》中2.3和2.5条的规定执行。
四、冷凝器的结构形式
冷凝器采用固定管板式，由水室、管板、筒体、换热管、进气组件、出液组件、支撑板等组成，在筒体上应设置进气口、出液口，压力表口、安全阀口、平衡口、放空口，在水室上应设置放气口和放水口。其各组成部分的设计规定如下：
1.水室
1.1进出水管
1.1.1冷却水流速
v=2.0~3.0m/s，最大不得超过3.0m/s。
1.1.2进出水管的布置原则
下进上出，进出水管与封头内壁应平齐。
1.2 结构设计
1.2.1结构形式选择
1.2.1.1DN≤1400mm，水室采用YT117-2009中规定的水室封头。其室结构设计以及材料按
《制冷压力容器设计规定》中9.6条的规定执行。
1.2.1.2DN＞1400mm，水室采用封头+法兰的结构。其水室结构设计以及材料按《制冷压力
容器设计规定》中9.7条的规定执行，水室法兰在设计时，应考虑筒体椭圆度对螺栓孔的
影响（筒体的椭圆度按1%考虑）。
1.2.2在水室封头的最高点和最低点应设置排气和排水口，如无法在最高点和最低点设置，
则至少应保证排水管伸入封头内部的最高点应低于管板上最低一排换热管的外壁、排气管
伸入封头内部的最低点应高于管板上最顶部一排换热管的外壁，排放管选用YT137-2007中
规定的接水管，与水室封头内表面应平齐。
1.2.3隔板
1.2.3.1材料：Q235-B
1.2.3.2厚度
隔板的厚度按GB151-1999中表6的规定执行。
1.2.3.3排净口
为了排净管程中停机时的存水和运行中的不凝性气体隔板应设置排净口，其设置原则如下：在每个水平隔板靠近封头侧设置一个φ6的圆孔，其直径可以与封头与隔板的相关线相切。2．管板
2.1材料：
2.1.1管板厚度≤46mm，材料选用Q345R。
2.1.2管板厚度＞46mm，材料选用16Mn锻Ⅱ。
2.1.3管板的厚度尽量控制在70mm以内。
2.2换热管与管板的连接形式（不仅限于R717/R22）
2.2.1对于钢管
2.2.1.1易燃易爆介质，采用贴胀+焊接形式（管孔结构按《制冷压力容器设计规定》9.9
条执行，但换热管的伸出长度以及焊接接头按《制冷压力容器设计规定》9.13条执行）。
2.2.1.2其他介质(不含极度或高度危害)，采用开槽胀接形式（管孔结构按《制冷压力容
器设计规定》执行9.7条执行）。
2.2.2对于铜管
采用强度胀接形式（管孔结构按《制冷压力容器设计规定》9.9条执行）。
2.3管孔：
2.3.1排列方式
管孔的排列方式采用转角等边三角形，转角取
α=30°-arcsin(d0/2P t)或14°
d0——换热管外径
P t——管间距
布置管孔时，将管板布满，然后
将管板中心线旋转α，作为管管
板的中心线，以此中心线布置管板上的螺栓孔，并使螺栓孔以此中心线对中分布，然后根据工艺设计进行分程；此外，在布管时应尽量将靠近布管限定圆附近布满。在装配时将管板旋转-α进行
装配。具体见管孔布置示意图
管孔布置示意图
2.3.2均气/排液通道设置
在排深方向，每8~12排应设置一道均气通道；在管板中心竖直方向上设置一道排液通道。
其设置原则与隔板槽相同（见2.3.3条）。
2.3.3管孔直径、中心距以及隔板槽（单位：mm）
钢管
铜管
3、筒体
3.1筒体的材料选用Q345R。
3.2筒体规格
筒体的公称直径以100mm为进级档,筒体直径最好规划在1800mm以下。
3.3筒体上部留挡气板空间。
3.4接管口要求
3.4.1接管口间距分别按《制冷压力容器设计规定》中6条的规定执行。
3.4.2 筒体上接管开孔坡口结构形式焊接接头按Q/YB00J01.18-2006中表12、14条的规定
执行。
4、支撑板
4.1材料：采用Q235-B。
4.2支撑板的间距和厚度按GB151-1999执行，但支撑板的间距最长不得超过1200mm。
4.3结构形式
4.3.1公称直径DN≤1200mm，其支撑板采用拉杆的方式固定。
4.3.2公称直径DN＞1200mm，其支撑板采用直接焊接在筒体上的固定方式，不需要设置拉
杆。
5、接管
容器上的外连接管选用10（20）-GB/T8163，其对外连接形式《制冷压力容器设计规定》中5条的规定执行
5.1进气部件（结构）
5.1.1气体流速
进气管流速 v≤15m/s
进气集管流速v≤5m/s
5.1.2结构设计
进气管与筒体内表面应平齐，在进气管与换热管之间应设置均气板。均气板的结构按R22满液式蒸发器，但两端采用封板封住。均气板与筒体间的流通面积按0.5~1.5倍的进气管流通面积设计，均气板缺口面积按进气管流通面积的2～4倍设计。
5.1.3进气管数量设计
5.1.3.1机组化产品，进气管的数量可以根据机组的要求进行设置。
5.1.3.2对于非机组化产品，按每根进气管的跨度为1.5~2.0m设置。
5.1.3.3对于进气管数量超过2的，宜设置进气集管。集管上的进气管应设置防冲挡板，
挡板与集管上的进气管间的流通面积最少与进气管的流通面积相当。
5.2出液部件（结构）
5.2.1液体流速
出液管流速v≤0.5m/s
5.2.2结构形式
出液管与筒体内表面应平齐，如不是机组化产品，则出液口尽量设置在筒体的两端。
如条件许可，其出液口应设置液包，液包与筒体内表面应平齐。
5.3平衡接管
5.3.1平衡接管设置在筒体的顶部，如无特殊要求，与筒体内表面应平齐。
5.3.2平衡接管规格的选取，按平衡管设计规范执行。
5.4压力表接管
5.3.1压力表接管设置在筒体的顶部，如无特殊要求，与筒体内表面应平齐。
5.3.2压力表接管选用φ25*3.5。
5.5安全阀接管
5.5.1安全阀接管设置在筒体的顶部，如无特殊要求，与筒体内表面应平齐。
5.5.2安全阀接管规格按《制冷压力容器设计规定》中表12-1中的规定相应安全阀的规格
配置。
6、换热管
6.1换热管材质
换热管采用钢管、铜管，具体如下：
单位：mm
注：1、钢管的长度适用于光管、高效管。
2、铜管只可以采用高效管。
6.2换热管内水流速
管内流速取1.5m/s～2.0m/s，且应保证管程阻力＜0.1Mpa?。
6.3换热管长度选择
6.3.1换热管的长度按冷凝器的长径比3~6规划。同时尽量保证钢管长度不超过6700mm、
筒体直径不超过1800mm为宜。
6.3.2对于机组化产品，换热管的长度还应考虑机组的整体布置，尽量保证冷凝器的长度
比机组中其他最长设备的长度L±500mm。
7、安全附件
7.1设备上一般不配置安全附件，但需要在竣工图和使用说明书中提供安全附件规格表，
安全附件规格表的格式按《制冷压力容器设计规定》中15条执行。
7.2如特殊需要在设备配置安全附件，则按《制冷压力容器设计规定》中12条执行。
8、起吊附件
质量大于30kg的零部件以及整体设备必须设置起吊附件，起吊附件的设置按吊耳的设计规范执行。
9、焊接接头
零部件间焊接接头形式按《制冷压力容器设计规定》相关要求执行。
10、出厂文件
出厂文件按《制冷压力容器设计规定》中13条执行。
11、其他要求
11.1在设计中，应尽量考虑减少单节筒节的数量。
11.2容器的重量应仔细核算，误差应在3%以内。
11.3重量≤30T的设备，其外形尺寸按《产品包装运输规范》中表5.2规定执行；重量＞
30T的设备其高度应控制在3.4m以下。
五、传热系数选取原则