【正文】 將介紹這一關(guān)系。在該表中反映不出在確定這些尺寸時(shí)，墊片，螺柱，法蘭材料以及溫度的影響。譬如DN=1000mm,PN=,的甲型平焊法蘭，它的尺寸是根據(jù)以下條件：墊片材料為石棉橡膠板，厚度為3mm，墊片寬度為20mm；螺住材料是Q235A；法蘭材料為16MnR，許用壓力按200取，法蘭的內(nèi)徑為1000mm，公稱(chēng)直徑是DN=1000mm的甲型平焊法蘭。但是由于軋制的長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭坯料不能保證供應(yīng)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中，在可以選用甲型平焊法蘭或乙型平焊法蘭時(shí)，大多數(shù)情況下并不去選用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，因此在長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)中，查用最多的主要是DN，PN與乙型法蘭銜接的那部分。查表可得到3種不同類(lèi)型法蘭所適用的DN與PN范圍，也就是制定有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的法蘭范圍。（2） 法蘭的公稱(chēng)壓力 法蘭的公稱(chēng)壓力指的是在規(guī)定的設(shè)計(jì)條件下，在確定法蘭結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)所采用設(shè)計(jì)壓力。2 壓力容器法蘭的尺寸系列一．法蘭尺寸系列表中的兩個(gè)基本參數(shù)法蘭的尺寸是由法蘭的公稱(chēng)直徑DN，公稱(chēng)壓力PN確定的。制造法蘭用的材料是碳鋼或低合金鋼，如果遇到的是不銹鋼容器需要選配容器法蘭，從經(jīng)濟(jì)考慮，當(dāng)然不宜將整個(gè)法蘭都改用不銹鋼制造，所以在我們上面介紹的8種法蘭結(jié)構(gòu)之外，還有8種襯環(huán)的容器法蘭。密封面的凸型部分容易碰壞，運(yùn)輸與裝拆時(shí)都應(yīng)注意。這種密封面規(guī)定不用非金屬軟墊圈，可采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度16~25mm，容易獲得良好的密封效果。（2） 凹凸型密封面它是由一個(gè)凸面和一個(gè)凹面所組成，在凹面上放置墊圈，壓緊時(shí)，由于凹面的外側(cè)有擋臺(tái)，墊圈不會(huì)擠出來(lái)。（1） 平面型密封面密封表面是一個(gè)突出的光滑平面，這種密封面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，便于進(jìn)行防腐襯里。而且這種法蘭可以軋制成專(zhuān)門(mén)供彎制法蘭用的型鋼，在大批量使用時(shí)，比單件鍛制成本要低。乙型法蘭平焊法蘭所覆蓋的公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力的范圍正好與甲型平焊法蘭相銜接。有了這個(gè)短節(jié)，既可以增加整個(gè)法蘭的剛度，又可使容器器壁避免承受附加彎距。法蘭盤(pán)自身的剛度也比較小，所以適用于壓力等級(jí)較低和筒體直徑較小的范圍內(nèi)。（1）甲型平焊法蘭 甲型平焊法蘭就是一個(gè)截面基本為矩形的圓環(huán)，這個(gè)圓環(huán)通常稱(chēng)為法蘭盤(pán)，它直接與容器的筒體或封頭焊接。 厚度計(jì)算 由JB/T47462002，取， 應(yīng)力校核故封頭校核滿(mǎn)足要求。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力比較均勻，而且橢圓形封頭較半球形封頭小的多，易沖壓成型，是目前中、低壓力容器中應(yīng)用較多的封頭之一。選取材料Q235B，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，由JB/T47462002知，橢圓封頭是由半個(gè)橢球面很短圓筒組成。，故水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)合適。 檢驗(yàn)液壓試驗(yàn)時(shí)圓筒的薄膜應(yīng)力，由GB15098查得,所用Q235B板材在常溫時(shí)。 由GB15098，考慮筒體，封頭，接管，法蘭，緊固件材料，取， ——容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， [δ]——容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， ——試驗(yàn)壓力， 液壓試驗(yàn)時(shí)，由中取一大值。 水壓試驗(yàn)采用水壓試驗(yàn)的環(huán)境條件比氣壓試驗(yàn)的條件低。因此應(yīng)適當(dāng)增加壁厚。.則， 計(jì)算厚度： mm設(shè)計(jì)厚度: 。焊縫采用雙面對(duì)接焊局部無(wú)損探傷，由GB15098可查得焊接接頭系數(shù)=。 筒體厚度計(jì)算由GB15098得， 圓筒厚度計(jì)算公式: 根據(jù)工藝條件。 序號(hào)焊接接頭結(jié)構(gòu)焊接接頭系數(shù)全部無(wú)損探傷局部有損探傷1雙面焊或相當(dāng)與雙面焊的全焊透對(duì)接焊接接頭2單面焊的對(duì)接焊接接頭，在焊接過(guò)程中沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板 設(shè)計(jì)計(jì)算由GB15199查得，換熱器公稱(chēng)直徑=500mm400mm。但對(duì)于半球形封頭與筒體連接的環(huán)向焊接接頭是一個(gè)例外。 容器殼體與封頭的焊接接頭都是對(duì)接接頭對(duì)接焊縫，有縱向和環(huán)向的兩種。一般來(lái)說(shuō)，由于焊接加熱，冷卻過(guò)程中金屬組織的變化在焊接接頭處金屬的強(qiáng)度指標(biāo)，很有可能低于沒(méi)有參與焊接的鋼板自身的強(qiáng)度指標(biāo)。（5）焊接接頭系數(shù) 圓筒是經(jīng)卷制成型后焊接而成，筒體與封頭之間也要通過(guò)焊接接連在一起。第三， 在對(duì)壓力容器的監(jiān)察管理上，要對(duì)壓力容器進(jìn)行分類(lèi)，容器的設(shè)計(jì)壓力是容器分類(lèi)的重要依據(jù)之一。第二，容器進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)壓力的確定都是以容器的設(shè)計(jì)壓力為基準(zhǔn)乘以一定的系數(shù)，特別是多腔壓力容器更是如此。所以，當(dāng)需要利用公式計(jì)算容器的殼體 或封頭厚度時(shí)，引入和采用計(jì)算壓力更為貼切。第一， 確定壓力容器受壓元件尺寸一般是兩個(gè)途徑，象筒體，封頭需通過(guò)計(jì)算來(lái)確定其壁厚，在計(jì)算公式時(shí)應(yīng)用計(jì)算壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小與百分之五設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可不計(jì)液柱靜壓力。4. 對(duì)間歇操作的設(shè)備，若容器內(nèi)介質(zhì)的溫度和壓力隨反應(yīng)和操作程序進(jìn)行周期性變化時(shí)應(yīng)按最苛刻的但卻屬同一時(shí)刻的溫度與壓力作為設(shè)定設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度的依據(jù)。2. 若容器內(nèi)的介質(zhì)是被熱載體從外邊間接加熱，取熱載體的最高工作溫度或冷載體最低工作溫度為設(shè)計(jì)溫度。如果容器器壁金屬溫度在0以下，則設(shè)定的設(shè)計(jì)溫度不能高于器壁金屬可能達(dá)到的最低溫度。設(shè)計(jì)溫度是在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下設(shè)定的一個(gè)溫度。（3）設(shè)計(jì)溫度t設(shè)計(jì)溫度是指容器在正常操作情況，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度。若無(wú)實(shí)際組分?jǐn)?shù)據(jù)或不做組分分析，其設(shè)計(jì)壓力側(cè)應(yīng)不低于表14規(guī)定的壓力。3. 固定式液化氣體壓力容器設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不低于表213的規(guī)定。2. 裝有爆破片的容器，起設(shè)計(jì)壓力不得低于爆破片的設(shè)計(jì)爆破壓力上限。1. 裝有安全閥的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全發(fā)的開(kāi)啟壓力，安全發(fā)的開(kāi)啟壓力是根據(jù)容器最大工作壓力調(diào)定的。容器的工作壓力既然可能是變動(dòng)的，所以將容器在正常操作條件下容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓力稱(chēng)為容器的最大工作壓力。設(shè)計(jì)壓力從概念上說(shuō)不同于容器的工作壓力。300350400450500550600650700750800850900950100011001200130014001500160017001800190020002100220023002400250026002700280029003000當(dāng)采用無(wú)縫鋼管作筒體，規(guī)定用鋼管外徑作為筒體的公稱(chēng)直徑。其值從300mm至6000mm,DN在1000以?xún)?nèi)50進(jìn)一擋，1000~6000，100進(jìn)一擋。 設(shè)計(jì)條件： 管程介質(zhì)：甲醛； 殼程介質(zhì)：冷水； 換熱面積：15 管程操作溫度：155158℃； 管程操作壓力：；殼程操作溫度：193℃； 殼程操作壓力：； 公稱(chēng)直徑：500 mm；管程數(shù)：1； 殼程圓筒設(shè)計(jì) 圓柱型筒體（1）筒體直徑 容器和封頭的直徑GB/T90192001《壓力容器公稱(chēng)直徑》規(guī)定如下。第二章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體的性質(zhì)以及檢修與清理等來(lái)選擇一些合適的結(jié)構(gòu)形式對(duì)同一形式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結(jié)構(gòu)亦不相同。保證裝置低能耗、長(zhǎng)周期的運(yùn)行，超聲波防垢技術(shù)將得到大力發(fā)展。隨著節(jié)能、增效要求的提高，污垢研究將會(huì)受到國(guó)家的重視和投入。國(guó)內(nèi)污垢數(shù)據(jù)基本上是20世紀(jì)60~70年代從國(guó)外照般而來(lái)。材料將朝著強(qiáng)度高、制造工藝簡(jiǎn)單、防腐效果好、重量輕的方向發(fā)展。電場(chǎng)動(dòng)力效應(yīng)強(qiáng)化穿熱技術(shù)、添加物強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)、通入惰性氣體強(qiáng)化傳熱技術(shù)、滴狀冷凝技術(shù)，微生物傳熱技術(shù)將會(huì)在新的世紀(jì)得到研究和發(fā)展。保溫絕熱技術(shù)的發(fā)展，熱量損失將減少到目前的50%以下。換熱器將隨裝置的大型化而大型化，直徑將超過(guò)5m，傳熱面積將達(dá)到單位10000平方米，緊湊型換熱器將越來(lái)越受歡迎。這一技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，將帶來(lái)技術(shù)水平的飛躍。分析設(shè)計(jì)是近代發(fā)展的一門(mén)新興學(xué)科，通過(guò)分析設(shè)計(jì)可以得到流體的流動(dòng)分布場(chǎng)，也可以將溫度場(chǎng)模擬出來(lái)，這無(wú)疑給流路分析發(fā)技術(shù)帶來(lái)發(fā)展，同時(shí)也給常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算帶來(lái)更精確、更便捷的手段。從而使換熱器計(jì)算更精確，材料更節(jié)省。純組分介質(zhì)的物性數(shù)據(jù)基本上準(zhǔn)確，但油氣組成物的數(shù)據(jù)就與實(shí)際工況相差較大，特別是帶有固定顆粒的流體模擬更復(fù)雜。兩相流的物性基礎(chǔ)來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工況的模擬，這恰恰是與實(shí)際工況差別的體現(xiàn)。三、換熱器研究及發(fā)展動(dòng)向換熱器傳熱與流體流動(dòng)計(jì)算的準(zhǔn)確性，取決于物性模擬的準(zhǔn)確性。70年代中期，為了強(qiáng)化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。 60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。30年代末，瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。 二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。二、換熱器的發(fā)展過(guò)程 由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。在傳熱與流體計(jì)算上更精確，開(kāi)發(fā)的HTFS、TASC各類(lèi)換熱器微機(jī)計(jì)算軟件備受歡迎，國(guó)內(nèi)有30多家企業(yè)成為會(huì)員。該中心有會(huì)員數(shù)百家，長(zhǎng)期從事傳熱與流體課題的研究，所積累的經(jīng)驗(yàn)和研究成果不僅廣泛用于原子能工業(yè)，而且用于一般工業(yè)。目前國(guó)內(nèi)有近20家成為會(huì)員。一、研究機(jī)構(gòu)及研究現(xiàn)狀 美國(guó)傳熱研究公司是1962年發(fā)起組建的一個(gè)國(guó)際性、非贏利的合作研究機(jī)構(gòu)，會(huì)員數(shù)百家，遍及全球，取得了大量的研究成果，積累了換熱器設(shè)計(jì)的豐富經(jīng)驗(yàn)，在傳熱機(jī)理、兩相流、振動(dòng)、污垢、模擬及測(cè)試技術(shù)方面作出了巨大貢獻(xiàn)。能源的日趨緊張、全球環(huán)境氣溫的不斷升高、環(huán)境保護(hù)要求的提高給換熱器帶來(lái)了日益廣闊的應(yīng)用前景。各種新型、高效換熱器的相繼開(kāi)發(fā)與應(yīng)用帶來(lái)了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、私有化比例的增大，降低成本已成為企業(yè)追求的最終目標(biāo)。但是,熱管式換熱器的首要問(wèn)題,是作為傳熱元件的熱管內(nèi)的工質(zhì)對(duì)于所使用的工作環(huán)境是有一定臨界熱輸送量和工作溫度的極限的,如果超越這一極限溫度繼續(xù)工作,則蒸發(fā)段就會(huì)“燒干”而停止工作。熱管式換熱器多用于氣—?dú)鉄峤粨Q,這時(shí),熱管兩端的受熱段和放熱段裝有翅片,以提高傳熱效果。 熱管是利用封裝在密閉容器內(nèi)液體的蒸發(fā)與凝結(jié)過(guò)程,有效地輸送熱量的一種傳熱裝置。板翅式換熱器適應(yīng)性強(qiáng),在同一設(shè)備內(nèi)可允許有2～9 種介質(zhì)換熱,且可用于氣體—?dú)怏w、氣體—液體、液體—液體之間的熱交換。另外板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)比較緊湊,單位體積的傳熱面積,一般要比列管式換熱器熱效率大5 倍以上,每一外殼容積為1時(shí),其傳熱面積為160 左右。 由于翅片的特殊結(jié)構(gòu),使流體在通道中形成強(qiáng)烈的紊動(dòng),就使熱阻邊界層不斷破壞,從而有效地降低了熱阻,提高了傳熱效率。 允許用的溫度和壓力方面:用于板式換熱器靠每?jī)砂迤g的墊圈,來(lái)防止物料泄漏,因而它的密封周邊的總長(zhǎng)非常長(zhǎng),防止墊圈泄漏是板式換熱器的一個(gè)重要環(huán)節(jié),墊圈能承受的溫度、壓力和化學(xué)穩(wěn)定性也常常成為板式換熱器使用的溫度和壓力極限以及允許用的物料范圍。 板式換熱器在運(yùn)行維護(hù)方面的特點(diǎn)之一就是裝拆比較方便,甚至可以不必完全拆開(kāi),僅把壓緊螺栓松開(kāi)就可抽出板片清洗、更換墊圈,以至更換板片。 由于板式換熱器的傳熱面上可以壓出凹凸形排液槽,在較低的雷諾數(shù)條件下既可出現(xiàn)紊流狀態(tài),故換熱系數(shù)較高,一般可達(dá)3 000～5 000Kcal/. h. ℃,與同樣流速下的管殼式換熱器相比,此值約為管殼式換熱器的傳熱系數(shù)的3～5 倍,雖然,這時(shí)板式換熱器的阻力會(huì)大一些,如在同樣耗功的條件下相比,則板式換熱器的放熱系數(shù)比管殼式的高一倍左右。 浮頭式管殼換熱器,其浮頭不與外殼相連,可自由伸縮,這樣既解決了熱膨脹的問(wèn)題,也方便清洗,檢修時(shí)可將管芯抽出即可對(duì)于固定管板、列管、套管式換熱器每一外殼容積為1 時(shí),其傳熱面積約為30～40 m3 。U型管殼式換熱器就是克服此缺點(diǎn)將管子作成“U”型,一端固定另一端活動(dòng),使得換熱器不受膨脹的影響,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,重量輕,其缺點(diǎn)是不能機(jī)械清洗、管子不便拆換、單位容量及單位質(zhì)量的傳熱量低,適用于溫差大、管內(nèi)流體介質(zhì)比較干凈的場(chǎng)合。 固定管板式換熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。為此，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)、溫度、壓力的不同選擇不同種類(lèi)的換熱器，揚(yáng)長(zhǎng)避短，使之帶來(lái)更大的效益。八、空冷式換熱器分類(lèi)分為干式空冷器、濕式空冷器、干濕聯(lián)合空冷器、電站空冷器、表面蒸發(fā)式空冷器、板式空冷器、能量回收空冷器、自然對(duì)流空冷器、高壓空冷器。六、按密封形式分此類(lèi)換熱器多用于高溫、高壓裝置中，具體分為：螺旋鎖緊環(huán)換熱器、薄膜密封換熱器、鋼墊圈換熱器、密封蓋板式換熱器。四、按折流板分布分類(lèi)分為單弓形換熱器、雙弓形換熱器、三弓形換熱器、螺旋弓形換熱器。 一般分為冷凝器和重沸器。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿(mǎn)足某些特殊要求而設(shè)計(jì)的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤(pán)式換熱器和空氣冷卻器等。 （3）間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開(kāi)，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱(chēng)表面式換熱器，這類(lèi)換熱器應(yīng)用最廣。這類(lèi)換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠?jī)闪黧w本身的密度差得以及時(shí)分離。（1）混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱(chēng)接觸