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U形管换热器设计方案 U形管换热器设计方案 PAGE1 / NUMPAGES2 U形管换热器设计方案 U型管换热器设计方案 用 户： 上海航天能源股份有限公司 型 号： 6001500 任务书编号： 12023 工 作 令： 12171 图 号： 01-013-00 编制： 日期： U形管换热器设计方案 全文共1页，当前为第1页。 U形管换热器设计方案 全文共1页，当前为第1页。 1、设计标准 本设计中U型管换热器属于换热设备，属管壳式（列管式）换热器。应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。设计标准如下： a. R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 b. 151-1999《管壳式换热器》 c. 150.1~150.4-2011《压力容器》 c. 20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 d. 4712.2-2007《容器支座》 2、U型管换热器的特点 U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定在同一管板上，这一换热器的优点是：管束可以自由伸缩，不会因为管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。 U形管换热器设计方案 全文共2页，当前为第2页。 U形管换热器设计方案 全文共2页，当前为第2页。 缺点：管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分部管不紧凑，所以管字数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分必须用壁较厚的管子。这就影响了其适用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的场合。 3、材料选择 一、管程材料 ①筒体与封头的材料选择： 该设备管程设计压力1.0，设计温度70°，介质为天然气。天然气最主要的成分是甲烷，经过处理的天然气具有无腐蚀性，因此可选用一般的钢材。由操作条件可知，该容器属于低压、常温范畴。在常温下材料的组织性和力学性能没有明显的变化。但根据客户的要求，选用材料S31603 ，执行24511-2009《承压设备用不锈钢钢板与钢带》的相关要求。 ②换热管的材料选择： 根据该设备的压力、温度、介质的腐蚀程度，按照151《管壳式换热器》与客户技术规格书中的换热管有关要求，选用13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》材质，牌号为：0017142。 ③管板材质的选择： 根据151《管壳式换热器》中的管板材料的有关要求，可以选用钢板与锻件。本台设备管板较厚，依据标准选择S31603级锻件，符合标准47010-2009承压设备不锈钢与耐热钢锻件的要求。 ④接管的材料选择： 根据150《钢制压力容器》引用标准以与接管要求焊接性能较好且塑性好的要求，故选择0017142 14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》作各型号接管。因设备设计压力较高，涉与到开孔补强问题，在后面的强度计算过程中，选择S31603锻件作为接管材料。 ⑤法兰的材料选择： 法兰选用20615-2009钢制管法兰，材质：S31603，符合47010-2009承压设备不锈钢与耐热钢锻件标准。 二、壳程材料： ①筒体与封头的材料选择： U形管换热器设计方案 全文共3页，当前为第3页。该设备管程设计压力1.0，设计温度70°，介质为热水。因此可选用一般的钢材。由操作条件可知，该容器属于低压、常温范畴。在常温下材料的组织性和力学性能没有明显的变化。但根据客户的要求，选用材料S31603 ，执行24511-2009《承压设备用不锈钢钢板与钢带》的相关要求。 U形管换热器设计方案 全文共3页，当前为第3页。 ②接管的材料选择： 根据150《钢制压力容器》引用标准以与接管要求焊接性能较好且塑性好的要求，故选择0017142 14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》作各型号接管。因设备设计压力较高，涉与到开孔补强问题，在后面的强度计算过程中，选择S31603锻件作为接管材料。 ③法兰的材料选择： 法兰选用 B16.5-2009钢制管法兰，材质：S31603，符合47010-2009承压设备不锈钢与耐热钢锻件标准。 三、其他附件、连接件： 与受压件相焊的的垫板，选