ข่าวสาร - แนวคิดการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและความรู้ที่เกี่ยวข้อง

I. การจำแนกประเภทเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน:

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและเปลือกสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามลักษณะโครงสร้างดังต่อไปนี้

1. โครงสร้างที่แข็งแรงของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและเปลือก: เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดนี้มีโครงสร้างแบบท่อและแผ่นคงที่ โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทคือ แบบท่อเดี่ยวและแบบหลายท่อ ข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่ายและกะทัดรัด ราคาถูก และใช้งานอย่างแพร่หลาย ข้อเสียคือท่อไม่สามารถทำความสะอาดด้วยวิธีการทางกลได้

2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและเปลือกหุ้มพร้อมอุปกรณ์ชดเชยอุณหภูมิ: ช่วยให้ส่วนที่ได้รับความร้อนสามารถขยายตัวได้อย่างอิสระ โครงสร้างของรูปแบบนี้สามารถแบ่งออกได้ดังนี้:

① เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอย: เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดนี้สามารถขยายปลายด้านหนึ่งของแผ่นท่อได้อย่างอิสระ เรียกว่า "หัวลอย" เหมาะสำหรับกรณีที่ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผนังท่อและผนังเปลือกสูง และมักต้องการทำความสะอาดช่องว่างระหว่างท่อ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างมีความซับซ้อนกว่า และต้นทุนการผลิตและการจัดการก็สูงกว่า

② เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อรูปตัว U: มีแผ่นท่อเพียงแผ่นเดียว ทำให้ท่อสามารถขยายและหดตัวได้อย่างอิสระเมื่อได้รับความร้อนหรือความเย็น โครงสร้างของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนี้เรียบง่าย แต่ภาระงานในการผลิตส่วนโค้งมีมาก และเนื่องจากท่อต้องมีรัศมีโค้งที่แน่นอน การใช้ประโยชน์จากแผ่นท่อจึงไม่ดี ท่อทำความสะอาดด้วยเครื่องจักรได้ยาก การถอดประกอบและเปลี่ยนท่อทำได้ยาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องให้ของเหลวที่ไหลผ่านท่อสะอาด เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนี้เหมาะสำหรับใช้ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมาก อุณหภูมิสูง หรือความดันสูง

③ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบกล่องบรรจุ: มีสองรูปแบบ รูปแบบแรกคือ มีซีลบรรจุแยกกันที่ปลายท่อแต่ละท่อ เพื่อให้แน่ใจว่าท่อสามารถขยายและหดตัวได้อย่างอิสระ เมื่อจำนวนท่อในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีน้อยมาก จึงนิยมใช้โครงสร้างนี้ แต่ระยะห่างระหว่างท่อจะมากกว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั่วไป และโครงสร้างซับซ้อนกว่า อีกรูปแบบหนึ่งคือ ทำเป็นโครงสร้างแบบลอยตัวที่ปลายท่อด้านหนึ่งและเปลือกหุ้ม โดยใช้ซีลบรรจุทั้งหมดในบริเวณที่ลอยตัว โครงสร้างจะง่ายกว่า แต่โครงสร้างนี้ไม่เหมาะกับการใช้งานกับท่อขนาดใหญ่และแรงดันสูง ปัจจุบันเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบกล่องบรรจุไม่ค่อยได้ใช้แล้ว

II. การตรวจสอบเงื่อนไขการออกแบบ:

1. ในการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ผู้ใช้ควรระบุเงื่อนไขการออกแบบต่อไปนี้ (พารามิเตอร์กระบวนการ):

① แรงดันใช้งานของโปรแกรมท่อและเปลือก (ซึ่งเป็นหนึ่งในเงื่อนไขในการพิจารณาว่าอุปกรณ์อยู่ในระดับใด ต้องระบุให้ครบถ้วน)

② อุณหภูมิการทำงานของโปรแกรมท่อและเปลือก (ทางเข้า/ทางออก)

③ อุณหภูมิผนังโลหะ (คำนวณโดยกระบวนการ (ที่ผู้ใช้ระบุ))

④ชื่อและคุณลักษณะของวัสดุ

⑤ระยะขอบการกัดกร่อน

⑥จำนวนโปรแกรม

⑦ พื้นที่ถ่ายเทความร้อน

⑧ ข้อมูลจำเพาะของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน การจัดเรียง (สามเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม)

⑨ แผ่นพับหรือจำนวนแผ่นรองรับ

⑩ วัสดุและความหนาของฉนวน (เพื่อกำหนดความสูงที่ยื่นออกมาของฐานป้ายชื่อ)

(11) สีทา

Ⅰ. หากผู้ใช้มีข้อกำหนดพิเศษ ผู้ใช้ต้องระบุยี่ห้อและสี

Ⅱ. ผู้ใช้ไม่มีข้อกำหนดพิเศษใดๆ นักออกแบบเป็นผู้คัดเลือกเอง

2. เงื่อนไขการออกแบบที่สำคัญหลายประการ

① แรงดันใช้งาน: แรงดันใช้งานเป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่ใช้ในการพิจารณาว่าอุปกรณ์นั้นได้รับการจัดประเภทหรือไม่ ซึ่งจะต้องระบุไว้ด้วย

② คุณลักษณะของวัสดุ: หากผู้ใช้ไม่ได้ระบุชื่อวัสดุ จะต้องระบุระดับความเป็นพิษของวัสดุนั้นด้วย

เนื่องจากความเป็นพิษของตัวกลางนั้นเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบอุปกรณ์แบบไม่ทำลาย การอบชุบด้วยความร้อน ระดับการตีขึ้นรูปสำหรับอุปกรณ์ระดับสูง และยังเกี่ยวข้องกับการแบ่งประเภทของอุปกรณ์ด้วย:

a, GB150 10.8.2.1 (f) ภาพวาดแสดงให้เห็นว่าภาชนะบรรจุสารอันตรายร้ายแรงหรืออันตรายสูงที่มีความเป็นพิษ 100% RT

b, 10.4.1.3 ภาพวาดแสดงให้เห็นว่าภาชนะที่บรรจุสารอันตรายร้ายแรงหรืออันตรายสูงในด้านความเป็นพิษ ควรได้รับการอบชุบความร้อนหลังการเชื่อม (รอยเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกอาจไม่จำเป็นต้องได้รับการอบชุบความร้อน)

ค. การตีขึ้นรูป การใช้วัสดุที่มีความเป็นพิษปานกลางสำหรับการตีขึ้นรูปที่มีความเสี่ยงสูงหรืออันตรายมาก ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของคลาส III หรือ IV

③ ข้อกำหนดของท่อ:

เหล็กกล้าคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ φ19×2, φ25×2.5, φ32×3, φ38×5

เหล็กกล้าไร้สนิม φ19×2, φ25×2, φ32×2.5, φ38×2.5

การจัดเรียงท่อแลกเปลี่ยนความร้อน: สามเหลี่ยม, สามเหลี่ยมมุมฉาก, สี่เหลี่ยมจัตุรัส, สี่เหลี่ยมจัตุรัสมุมฉาก

★ เมื่อจำเป็นต้องทำความสะอาดเชิงกลระหว่างท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ควรใช้การจัดเรียงแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส

1. แรงดันออกแบบ อุณหภูมิออกแบบ ค่าสัมประสิทธิ์รอยเชื่อม

2. เส้นผ่านศูนย์กลาง: DN < 400 สำหรับกระบอกสูบ ใช้ท่อเหล็ก

กระบอกสูบ DN ≥ 400 ผลิตจากแผ่นเหล็กรีด

ท่อเหล็กขนาด 16 นิ้ว ------ ปรึกษาหารือกับผู้ใช้เกี่ยวกับการใช้แผ่นเหล็กรีด

3. แผนผังโครงสร้าง:

ตามพื้นที่ถ่ายเทความร้อนและข้อกำหนดของท่อถ่ายเทความร้อน จะใช้ในการเขียนแผนผังเพื่อกำหนดจำนวนท่อถ่ายเทความร้อน

หากผู้ใช้จัดเตรียมแผนภาพท่อมาให้ แต่ต้องการตรวจสอบด้วยว่าท่อเหล่านั้นอยู่ภายในวงกลมขอบเขตของท่อหรือไม่

★หลักการในการวางท่อ:

(1) ในวงกลมขอบเขตท่อควรเต็มไปด้วยท่อ

② ควรพยายามปรับจำนวนจังหวะของท่อหลายจังหวะให้เท่ากัน

③ ควรจัดวางท่อแลกเปลี่ยนความร้อนให้สมมาตรกัน

4. วัสดุ

เมื่อแผ่นท่อมีไหล่นูนและเชื่อมต่อกับกระบอกสูบ (หรือหัว) ควรใช้การตีขึ้นรูป เนื่องจากโครงสร้างแผ่นท่อแบบนี้โดยทั่วไปใช้สำหรับแรงดันสูง ไวไฟ ระเบิด และเป็นพิษ สำหรับสถานการณ์อันตรายร้ายแรงมาก จึงมีความต้องการแผ่นท่อที่สูงขึ้น และแผ่นท่อก็มีความหนามากขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดตะกรัน การแยกชั้น และเพื่อปรับปรุงสภาวะความเค้นของเส้นใยที่ไหล่นูน ลดปริมาณการแปรรูป ประหยัดวัสดุ จึงมีการตีขึ้นรูปไหล่นูนและแผ่นท่อโดยตรงออกจากกันเพื่อผลิตแผ่นท่อ

5. การเชื่อมต่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและแผ่นท่อ

การเชื่อมต่อท่อกับแผ่นท่อ ในการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและเปลือก ถือเป็นส่วนสำคัญของโครงสร้าง ไม่เพียงแต่รับภาระงานเท่านั้น แต่ยังต้องทำการเชื่อมต่อแต่ละจุดในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลของสารตัวกลางและสามารถทนต่อแรงดันของสารตัวกลางได้

การเชื่อมต่อท่อและแผ่นท่อส่วนใหญ่มี 3 วิธีหลักดังนี้: ก. การขยายตัว ข. การเชื่อม ค. การเชื่อมขยายตัว

การขยายตัวของท่อและเปลือกหุ้มระหว่างการรั่วไหลของตัวกลางจะไม่ก่อให้เกิดผลเสียร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่วัสดุเชื่อมยาก (เช่น ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเหล็กกล้าคาร์บอน) และปริมาณงานของโรงงานผลิตมีมากเกินไป

เนื่องจากการขยายตัวของปลายท่อในระหว่างการเชื่อมทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติก ส่งผลให้เกิดความเค้นตกค้าง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเค้นตกค้างจะค่อยๆ หายไป ทำให้ปลายท่อลดประสิทธิภาพในการปิดผนึกและยึดติด ดังนั้นการขยายตัวของโครงสร้างจึงต้องอยู่ภายใต้ข้อจำกัดของแรงดันและอุณหภูมิ โดยทั่วไปแล้วควรออกแบบให้รับแรงดันได้ไม่เกิน 4 MPa และอุณหภูมิในการออกแบบไม่เกิน 300 องศาเซลเซียส และในระหว่างการใช้งานต้องไม่มีการสั่นสะเทือนรุนแรง ไม่มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงมากเกินไป และไม่มีการกัดกร่อนจากความเค้นอย่างมีนัยสำคัญ

การเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมมีข้อดีคือ ผลิตง่าย มีประสิทธิภาพสูง และการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ การเชื่อมช่วยเพิ่มความแข็งแรงของท่อกับแผ่นท่อได้ดีขึ้น และยังช่วยลดความต้องการในการเจาะรูท่อ ประหยัดเวลาในการทำงาน บำรุงรักษาง่าย และมีข้อดีอื่นๆ อีกมากมาย จึงควรนำมาใช้เป็นลำดับแรก

นอกจากนี้ เมื่อความเป็นพิษของตัวกลางสูงมาก ตัวกลางและบรรยากาศอาจผสมกันและระเบิดได้ง่าย ตัวกลางที่เป็นกัมมันตรังสีหรือการผสมกันของวัสดุภายในและภายนอกท่อจะส่งผลเสีย เพื่อให้แน่ใจว่ารอยต่อปิดสนิท จึงมักใช้การเชื่อม การเชื่อมแม้จะมีข้อดีหลายประการ แต่ก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยง "การกัดกร่อนตามรอยแตก" และการกัดกร่อนจากความเค้นตามรอยเชื่อมได้อย่างสมบูรณ์ และการเชื่อมระหว่างผนังท่อบางกับแผ่นท่อหนาทำได้ยาก

วิธีการเชื่อมสามารถใช้ความร้อนได้สูงกว่าการขยายตัว แต่ภายใต้แรงเค้นแบบวัฏจักรที่อุณหภูมิสูง รอยเชื่อมจะเกิดรอยแตกร้าวจากความล้าได้ง่าย และช่องว่างระหว่างท่อและรูท่อก็จะเกิดขึ้นได้ง่ายเช่นกัน เมื่อสัมผัสกับสารกัดกร่อนก็จะยิ่งทำให้รอยต่อเสียหายเร็วขึ้น ดังนั้นจึงมีการใช้การเชื่อมและการขยายตัวร่วมกัน ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความล้าของรอยต่อเท่านั้น แต่ยังช่วยลดแนวโน้มการเกิดการกัดกร่อนตามรอยแตก และทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าการใช้การเชื่อมเพียงอย่างเดียว

ในสถานการณ์ใดบ้างที่เหมาะสมสำหรับการใช้รอยเชื่อมและรอยต่อขยายตัว รวมถึงวิธีการต่างๆ นั้น ยังไม่มีมาตรฐานที่ตายตัว โดยทั่วไปแล้ว ในกรณีที่อุณหภูมิไม่สูงมาก แต่ความดันสูงมาก หรือของเหลวรั่วไหลได้ง่ายมาก จะใช้รอยเชื่อมขยายตัวที่มีความแข็งแรงสูงและรอยเชื่อมปิดผนึก (รอยเชื่อมปิดผนึกหมายถึงการเชื่อมเพื่อป้องกันการรั่วไหลเท่านั้น ไม่ได้เป็นการรับประกันความแข็งแรง)

เมื่อความดันและอุณหภูมิสูงมาก จำเป็นต้องใช้การเชื่อมเสริมแรงและการขยายตัวของวัสดุประสาน (การเชื่อมเสริมแรงหมายถึง แม้ว่ารอยเชื่อมจะแน่นแล้ว แต่ยังช่วยให้รอยต่อมีความแข็งแรงดึงสูง โดยปกติหมายถึงความแข็งแรงของรอยเชื่อมเท่ากับความแข็งแรงของท่อภายใต้แรงตามแนวแกนเมื่อทำการเชื่อม) บทบาทหลักของการขยายตัวคือการกำจัดรอยแตกกัดกร่อนและปรับปรุงความต้านทานต่อความล้าของรอยเชื่อม ขนาดโครงสร้างเฉพาะได้ถูกกำหนดไว้ในมาตรฐาน (GB/T151) แล้ว จึงจะไม่กล่าวถึงรายละเอียดในที่นี้

สำหรับข้อกำหนดเกี่ยวกับความหยาบของพื้นผิวรูท่อ:

ก. เมื่อทำการเชื่อมท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและแผ่นท่อ ค่าความหยาบผิวของท่อ (Ra) ต้องไม่เกิน 35 ไมโครเมตร

b. การเชื่อมต่อแบบขยายของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเดี่ยวและแผ่นท่อ ค่าความหยาบผิวของรูท่อ Ra ต้องไม่เกิน 12.5 ไมโครเมตร การเชื่อมต่อแบบขยายนี้ไม่ควรทำให้ความแน่นของการขยายตัวของรูท่อลดลงเนื่องจากข้อบกพร่อง เช่น รอยขีดข่วนตามยาวหรือเป็นเกลียว

III. การคำนวณการออกแบบ

1. การคำนวณความหนาของผนังเปลือก (รวมถึงการคำนวณความหนาของผนังท่อส่วนสั้น ส่วนหัว และส่วนทรงกระบอกของเปลือก) ความหนาของผนังท่อและส่วนทรงกระบอกของเปลือกควรเป็นไปตามความหนาของผนังขั้นต่ำใน GB151 สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ ความหนาของผนังขั้นต่ำจะพิจารณาตามค่าเผื่อการกัดกร่อน C2 = 1 มม. ในกรณีที่ C2 มากกว่า 1 มม. ความหนาของผนังขั้นต่ำของเปลือกควรเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

2. การคำนวณการเสริมแรงรูเปิด

สำหรับโครงสร้างเปลือกที่ใช้ระบบท่อเหล็ก แนะนำให้ใช้เหล็กเสริมแรงทั้งหมด (เพิ่มความหนาของผนังทรงกระบอกหรือใช้ท่อผนังหนา) สำหรับกล่องท่อที่หนาขึ้นในบริเวณที่มีรูขนาดใหญ่ ควรพิจารณาถึงความประหยัดโดยรวมด้วย

การเสริมแรงเพิ่มเติมไม่ควรต้องตรงตามข้อกำหนดหลายประการดังนี้:

① แรงดันออกแบบ ≤ 2.5 MPa;

② ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของรูสองรูที่อยู่ติดกันต้องไม่น้อยกว่าสองเท่าของผลรวมของเส้นผ่านศูนย์กลางของรูทั้งสอง

③ เส้นผ่านศูนย์กลางระบุของตัวรับ ≤ 89 มม.

④ ความหนาของผนังขั้นต่ำควรเป็นไปตามข้อกำหนดในตารางที่ 8-1 (โดยมีค่าเผื่อการกัดกร่อน 1 มม.)

3. หน้าแปลน

เมื่อใช้หน้าแปลนมาตรฐานกับอุปกรณ์ ควรให้ความสำคัญกับการจับคู่ระหว่างหน้าแปลนและปะเก็น รวมถึงตัวยึด มิฉะนั้นจะต้องคำนวณหน้าแปลนใหม่ ตัวอย่างเช่น หน้าแปลนเชื่อมแบบแบนชนิด A ในมาตรฐานจะใช้ปะเก็นอ่อนที่ไม่ใช่โลหะ หากใช้ปะเก็นแบบม้วน จะต้องคำนวณหน้าแปลนใหม่

4. แผ่นท่อ

จำเป็นต้องให้ความสนใจในประเด็นต่อไปนี้:

① อุณหภูมิออกแบบของแผ่นท่อ: ตามข้อกำหนดของ GB150 และ GB/T151 ควรใช้อุณหภูมิไม่น้อยกว่าอุณหภูมิโลหะของชิ้นส่วน แต่ในการคำนวณแผ่นท่อนั้นไม่สามารถรับประกันได้ว่าตัวกลางในกระบวนการผลิตของเปลือกท่อจะมีบทบาท และการคำนวณอุณหภูมิโลหะของแผ่นท่อนั้นทำได้ยาก โดยทั่วไปจึงมักใช้ค่าอุณหภูมิออกแบบที่สูงกว่า

② เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายท่อ: ในช่วงพื้นที่ท่อ เนื่องจากจำเป็นต้องติดตั้งร่องเว้นระยะและโครงสร้างแท่งยึด และไม่สามารถรองรับพื้นที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้ อ้างอิง: สูตร GB/T151

③ความหนาที่มีประสิทธิภาพของแผ่นท่อ

ความหนาที่มีประสิทธิภาพของแผ่นท่อ หมายถึง ระยะห่างระหว่างท่อกับส่วนล่างของร่องกั้น ความหนาของแผ่นท่อ ลบด้วยผลรวมของสองสิ่งต่อไปนี้

ก. ขอบเขตการกัดกร่อนของท่อเกินความลึกของช่วงความลึกของร่องแบ่งส่วนท่อ

b, ขอบเขตการกัดกร่อนของเปลือกหุ้มและแผ่นท่อในด้านเปลือกหุ้มของโครงสร้างความลึกของร่องของโรงงานที่ใหญ่ที่สุดสองแห่ง

5. การติดตั้งรอยต่อขยายตัว

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อและแผ่นคงที่ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างของเหลวในท่อและของเหลวในแผ่น และการเชื่อมต่อแบบคงที่ระหว่างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกับแผ่นท่อและเปลือก ทำให้ในขณะใช้งานมีความแตกต่างของการขยายตัวระหว่างเปลือกและท่อ ส่งผลให้เกิดภาระตามแนวแกนระหว่างเปลือกและท่อ เพื่อป้องกันความเสียหายของเปลือกและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน การเสียเสถียรภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และการหลุดออกจากแผ่นท่อ จึงควรติดตั้งข้อต่อขยายตัวเพื่อลดภาระตามแนวแกนของเปลือกและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

โดยทั่วไปแล้ว หากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเปลือกและผนังของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีมาก จำเป็นต้องพิจารณาติดตั้งข้อต่อขยายตัว ในการคำนวณแผ่นท่อ ให้คำนวณค่า σt, σc, q ตามความแตกต่างของอุณหภูมิในสภาวะทั่วไปต่างๆ หากค่าใดค่าหนึ่งไม่เป็นไปตามเกณฑ์ จำเป็นต้องเพิ่มข้อต่อขยายตัว

σt - ความเค้นตามแนวแกนของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน

σc - ความเค้นตามแนวแกนของกระบอกสูบในกระบวนการเปลือก

q--แรงดึงออกจากการเชื่อมต่อท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและแผ่นท่อ

IV. การออกแบบโครงสร้าง

1. กล่องท่อ

(1) ความยาวของกล่องท่อ

ก. ความลึกภายในขั้นต่ำ

① สำหรับช่องเปิดของท่อเดี่ยวในกล่องท่อ ความลึกขั้นต่ำที่กึ่งกลางของช่องเปิดต้องไม่น้อยกว่า 1/3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของตัวรับ

② ความลึกด้านในและด้านนอกของท่อแต่ละช่วงจะต้องทำให้มั่นใจว่าพื้นที่การไหลเวียนขั้นต่ำระหว่างสองช่วงนั้นไม่น้อยกว่า 1.3 เท่าของพื้นที่การไหลเวียนของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนต่อช่วง

b, ความลึกภายในสูงสุด

พิจารณาว่าการเชื่อมและทำความสะอาดชิ้นส่วนภายในนั้นสะดวกหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุขนาดเล็ก

(2) แยกพาร์ติชั่นโปรแกรม

ความหนาและการจัดวางแผ่นกั้นตามมาตรฐาน GB151 ตารางที่ 6 และรูปที่ 15 สำหรับแผ่นกั้นที่มีความหนามากกว่า 10 มม. พื้นผิวปิดผนึกควรถูกตัดแต่งให้มีความหนา 10 มม. สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ ควรติดตั้งแผ่นกั้นบนรูฉีกขาด (รูระบายน้ำ) ซึ่งโดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม.

2. ชุดท่อและเปลือกหุ้ม

①ระดับมัดท่อ

ชุดท่อแลกเปลี่ยนความร้อนระดับ Ⅰ และ Ⅱ นั้น ใช้สำหรับท่อเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำตามมาตรฐานภายในประเทศเท่านั้น โดยยังคงมีการแบ่งระดับ "ระดับสูง" และ "ระดับปกติ" อยู่ หากมาตรฐานภายในประเทศอนุญาตให้ใช้ท่อเหล็ก "ระดับสูง" เช่น ท่อเหล็กคาร์บอนและเหล็กกล้าอัลลอยต่ำสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ก็ไม่จำเป็นต้องแบ่งชุดท่อแลกเปลี่ยนความร้อนออกเป็นระดับ Ⅰ และ Ⅱ อีกต่อไป!

ความแตกต่างระหว่างชุดท่อแลกเปลี่ยนความร้อนแบบที่ Ⅰ และ Ⅱ นั้น ส่วนใหญ่เกิดจากเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ความหนาของผนังที่แตกต่างกัน และขนาดรูและค่าเบี่ยงเบนที่แตกต่างกันด้วย

ชุดท่อเกรด Ⅰ สำหรับท่อที่มีความแม่นยำสูงกว่า เช่น ท่อสแตนเลสสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ส่วนท่อเหล็กกล้าคาร์บอนที่ใช้กันทั่วไปนั้นใช้ชุดท่อเกรด Ⅰ เท่านั้น

② แผ่นท่อ

ก. ความเบี่ยงเบนของขนาดรูท่อ

โปรดสังเกตความแตกต่างระหว่างชุดท่อระดับ Ⅰ และ Ⅱ

b, ร่องแบ่งพาร์ติชั่นโปรแกรม

ความลึกของร่องที่ Ⅰ โดยทั่วไปจะไม่น้อยกว่า 4 มม.

ความกว้างของช่องแบ่งพาร์ติชั่นย่อย II: เหล็กกล้าคาร์บอน 12 มม.; เหล็กกล้าไร้สนิม 11 มม.

โดยทั่วไปแล้ว มุมลบเหลี่ยมของช่องแบ่งช่วงนาทีที่ 3 จะอยู่ที่ 45 องศา และความกว้างของการลบเหลี่ยม b จะมีค่าประมาณเท่ากับรัศมี R ของมุมของปะเก็นช่วงนาที

③แผ่นพับ

ก. ขนาดรูท่อ: จำแนกตามระดับมัดท่อ

b, ความสูงของรอยบากแผ่นพับคันธนู

ความสูงของรอยบากควรเป็นไปในลักษณะที่ของเหลวไหลผ่านช่องว่างด้วยอัตราการไหลที่คล้ายคลึงกันในกลุ่มท่อ โดยทั่วไปความสูงของรอยบากจะอยู่ที่ 0.20-0.45 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของมุมโค้งมน โดยทั่วไปจะตัดรอยบากในแถวท่อใต้เส้นกึ่งกลางหรือตัดในสองแถวของรูท่อระหว่างสะพานเล็กๆ (เพื่อความสะดวกในการสวมใส่ท่อ)

ค. การวางแนวรอยบาก

ระบบจ่ายของเหลวสะอาดทางเดียว จัดเรียงแบบร่องขึ้นและลง

ก๊าซที่มีของเหลวปริมาณเล็กน้อย ให้เลื่อนรอยบากขึ้นไปทางส่วนล่างสุดของแผ่นพับเพื่อเปิดช่องสำหรับของเหลว

ของเหลวที่มีก๊าซปริมาณเล็กน้อย ให้กดรอยลงไปทางส่วนที่สูงที่สุดของแผ่นพับเพื่อเปิดช่องระบายอากาศ

การอยู่ร่วมกันของแก๊สและของเหลว หรือของเหลวที่มีวัสดุของแข็งปนอยู่ การจัดวางรอยบากด้านซ้ายและขวา และการเปิดช่องทางของเหลวที่ตำแหน่งต่ำสุด

d. ความหนาขั้นต่ำของแผ่นพับ; ระยะห่างสูงสุดที่ไม่ต้องรองรับ

e. แผ่นพับที่ปลายทั้งสองด้านของชุดท่อควรอยู่ใกล้กับช่องรับและช่องส่งของเปลือกหุ้มให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

④ก้านผูก

ก. เส้นผ่านศูนย์กลางและจำนวนของเหล็กยึด

เส้นผ่านศูนย์กลางและจำนวนตามตารางที่ 6-32 และ 6-33 จะต้องเลือกให้มีพื้นที่หน้าตัดมากกว่าหรือเท่ากับพื้นที่หน้าตัดของเหล็กยึดตามที่ระบุในตารางที่ 6-33 โดยที่เส้นผ่านศูนย์กลางและจำนวนเหล็กยึดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่เส้นผ่านศูนย์กลางต้องไม่น้อยกว่า 10 มม. และจำนวนไม่น้อยกว่าสี่เส้น

b. ควรจัดวางเหล็กยึดให้สม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ที่ขอบด้านนอกของกลุ่มท่อ สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ควรจัดวางเหล็กยึดในจำนวนที่เหมาะสมในบริเวณท่อหรือใกล้กับช่องว่างของแผ่นพับ โดยแผ่นพับแต่ละแผ่นควรมีจุดรองรับไม่น้อยกว่า 3 จุด

ค. น็อตยึดคันชัก ผู้ใช้งานบางรายต้องการน็อตและแผ่นพับสำหรับเชื่อม

⑤ แผ่นป้องกันการไหลย้อนกลับ

ก. การติดตั้งแผ่นกันการไหลย้อนกลับมีจุดประสงค์เพื่อลดการกระจายตัวของของเหลวที่ไม่สม่ำเสมอและการกัดกร่อนของปลายท่อแลกเปลี่ยนความร้อน

ข. วิธีการยึดแผ่นป้องกันการชะล้าง

หากเป็นไปได้ ให้ยึดแผ่นกันกระเด็นไว้ในท่อที่มีระยะห่างคงที่ หรือใกล้กับแผ่นท่อของแผ่นพับแผ่นแรก เมื่อทางเข้าของเปลือกหุ้มอยู่ที่แกนที่ไม่ยึดแน่นด้านข้างของแผ่นท่อ สามารถเชื่อมแผ่นกันกระเด็นเข้ากับตัวกระบอกสูบได้

(6) การติดตั้งข้อต่อขยาย

ก. ตั้งอยู่ระหว่างด้านทั้งสองของแผ่นพับ

เพื่อลดแรงต้านของของเหลวในรอยต่อขยายตัว หากจำเป็น ควรเชื่อมท่อภายในรอยต่อขยายตัวเข้ากับเปลือกในทิศทางการไหลของของเหลว สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวตั้ง เมื่อทิศทางการไหลของของเหลวขึ้นด้านบน ควรติดตั้งรูระบายที่ปลายด้านล่างของท่อ

ข. ข้อต่อขยายของอุปกรณ์ป้องกัน เพื่อป้องกันอุปกรณ์เสียหายระหว่างการขนส่งหรือการใช้งานที่อาจเกิดการดึงรั้ง

(vii) การเชื่อมต่อระหว่างแผ่นท่อและเปลือก

ก. ส่วนต่อขยายทำหน้าที่เป็นหน้าแปลนด้วย

ข. แผ่นท่อแบบไม่มีหน้าแปลน (GB151 ภาคผนวก G)

3. หน้าแปลนท่อ:

① หากอุณหภูมิในการออกแบบสูงกว่าหรือเท่ากับ 300 องศาเซลเซียส ควรใช้หน้าแปลนแบบชนกัน (butt flange)

② สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ไม่สามารถใช้ในการถ่ายเทความร้อนผ่านส่วนต่อประสาน ควรติดตั้งท่อระบายอากาศไว้ที่จุดสูงสุดของตัวท่อ และจุดต่ำสุดเป็นช่องระบาย โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางระบุขั้นต่ำ 20 มม.

③ สามารถติดตั้งช่องระบายน้ำล้นสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวตั้งได้

4. การสนับสนุน: พันธุ์ GB151 ตามข้อกำหนดของมาตรา 5.20

5. อุปกรณ์เสริมอื่นๆ

① ห่วงยก

กล่องและฝาครอบกล่องท่อคุณภาพสูงที่มีน้ำหนักมากกว่า 30 กิโลกรัม ควรมีหูยึดติดตั้งอยู่ด้วย

② สายไฟด้านบน

เพื่อให้การถอดกล่องท่อและฝาครอบกล่องท่อเป็นไปอย่างสะดวก ควรติดตั้งฝาครอบกล่องท่อไว้ในตำแหน่งที่กำหนด และควรติดตั้งลวดไว้ด้านบนของฝาครอบกล่องท่อด้วย

V. ข้อกำหนดด้านการผลิตและการตรวจสอบ

1. แผ่นท่อ

① ข้อต่อท่อแบบชนแผ่นสำหรับตรวจสอบด้วยรังสี 100% หรือ UT ระดับที่ผ่านการรับรอง: RT: Ⅱ UT: ระดับ Ⅰ

② นอกจากเหล็กกล้าไร้สนิมแล้ว ยังมีการอบชุบความร้อนเพื่อลดความเค้นของแผ่นท่อที่ต่อเชื่อมกันด้วย

③ ความคลาดเคลื่อนของความกว้างสะพานรูแผ่นท่อ: ตามสูตรการคำนวณความกว้างของสะพานรู: B = (S - d) - D1

ความกว้างขั้นต่ำของสะพานรู: B = 1/2 (S - d) + C;

2. การอบชุบความร้อนกล่องท่อ:

เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าอัลลอยต่ำที่เชื่อมด้วยแผ่นกั้นแบบแยกช่วงของกล่องท่อ รวมถึงกล่องท่อที่มีช่องเปิดด้านข้างมากกว่า 1/3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของกล่องท่อทรงกระบอก ในการใช้งานการเชื่อมเพื่อการคลายความเครียด ควรทำการอบชุบความร้อนที่หน้าแปลนและพื้นผิวปิดผนึกของแผ่นกั้น

3. การทดสอบแรงดัน

เมื่อความดันออกแบบของเปลือกต่ำกว่าความดันของท่อ เพื่อตรวจสอบคุณภาพของการเชื่อมต่อท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและแผ่นท่อ

① เพิ่มแรงดันตามโปรแกรมของเปลือกหุ้ม โดยให้แรงดันทดสอบสอดคล้องกับโปรแกรมของท่อในการทดสอบไฮดรอลิก เพื่อตรวจสอบการรั่วซึมของข้อต่อท่อ (อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความเค้นฟิล์มหลักของเปลือกหุ้มระหว่างการทดสอบไฮดรอลิกมีค่า ≤0.9ReLΦ)

② หากวิธีการข้างต้นไม่เหมาะสม สามารถทำการทดสอบแรงดันน้ำของเปลือกหุ้มตามแรงดันเดิมหลังจากผ่านการทดสอบแล้ว จากนั้นจึงทำการทดสอบการรั่วไหลของแอมโมเนียหรือการรั่วไหลของฮาโลเจน