管殼式換熱設備設計中應注意的幾個問題

       在換熱設備設計中，設計者雖然以GB/T151-2014作為管殼式換熱設備的設計依據，但常常會忽視標準規范中的某些說明而導致設計不正確或不合理，從而影響設備的安全可靠性。下面就幾種我們圖紙中常出現的問題，提醒設計者在設計工作中引起重視。

       1換熱設備類別的確定以及相關的技術要求

      TSG 21-2016 A1.3.2規定:多腔壓力容器(如熱交換器的管程和殼程、夾套壓力容器等)應當分別對各壓力腔進行分類，劃分時設計壓力取本壓力腔的設計壓力，容積取本壓力腔的幾何容積;以各壓力腔的更高類別作為該多腔壓力容器的類別并且按照該類別進行使用管理，但是應當按照每個壓力腔各自的類別分別提出設計、制造技術要求。

       2換熱設備管程設計壓力大于殼程設計壓力時，殼程試驗壓力的選取問題

       當管程設計壓力大于殼程設計壓力時，為了檢查管子與管板連接的嚴密性，殼程的試驗壓力可按下面幾種方法處理，應在技術特性表或技術要求中提出:(1)提高殼程的試驗壓力等于管程試驗壓力。采用這種方法時，必須首先核算殼體在壓力試驗時產生的應力，要求殼程任意點的一次薄膜應力的計算值不得超過所用材料在試驗溫度下的90%屈服極限。同時接管、法蘭也應滿足壓力試驗條件下的強度要求。(2)若經過計算后不能采用上述方法試驗，或從技術經濟考慮不合理時，則殼程、管程按各自要求的試驗壓力進行試驗合格后，殼程應按照HG/T20584-2011附錄A《壓力容器氨檢漏試驗方法》進行氨滲漏試驗。(3)對有特殊要求的換熱設備，如高壓換熱設備等可用低壓純氨進行試漏或采用鹵素檢漏等方法試驗。

       3管板本身兼做法蘭，并且直徑較大或者厚度較厚時，材質選擇問題

       此時管板更好用鍛件加工，盡量不用板材加工。因為厚板有分層傾向，在上述情況下如用板材加工成管板，特別容易出問題。

        4換熱管受壓失穩當量長度計算問題

       在進行換熱管計算時，有些設計者將換熱管受壓失穩當量長度L，給出一個大一些的數值，而不按GB/T151規定進行計算，這是錯誤的，因為GB/T151中的數值是將換熱管作為壓桿，換熱管與管板的連接端視為固支端，折流板、支撐板視為鉸支端，即按材料力學壓桿的理論計算得出的，所以應據此計算換熱管受壓失穩當量長度，才能保證管板計算結果的正確性。

        5多管程管殼式換熱設備，分程設計時應考慮的問題

       Ⅰ盡可能使各管程換熱設備管數大致相等，以達到換熱設備各管程流速基本相等，達到良好的換熱效果。各管程換熱管數相對誤差應控制在10%以內，更大不超過20%。

       Ⅱ做到分程隔板槽盡量簡單，密封面長度盡量短。