波纹管换热器设计标准

波纹管换热器设计标准
摘要：波纹管换热器是一种高效管壳式换热器，为推广其应用范围，对其进行强度和安全性研究十分必要。介绍了波纹管换热器强度设计的方法和主要内容，对波纹管换热器运行中出现的问题进行归纳总结，通过设计计算实例分析，说明波纹管换热器设计和选用应注意的问题，以供波纹管换热器设计、制造、安全监察和使用部门参考。
1、概述
20世纪90年代初，我国开发研制出一种高效换热组件——波纹换热管。波纹换热管是由波纹管和接头两部分组成。
用波纹管代替光滑直管制成的波纹管换热器，其传热效率可提高2～4倍，这种高效换热器还具有不易结垢、温差应力小等优点。然而，由于波纹管是由薄壁（壁厚为05～10ｍｍ）光滑管加工而成，成型后其应力状态复杂化。其管束的强度和刚度都与光滑管有很大差别，致使这种换热器的管束和管板的应力分析困难。由于管束和管板强度问题没有解决，使得这种高效设备的应用范围受到限制，同时也有安全隐患。为使这种高效节能产品能应用于石油、化工等更广泛的工业领域，对波纹管换热器进行强度研究，建立相应的设计标准是非常必要的。
这项工作于2002年纳入国家锅炉压力容器标准化技术委员会项目，由沈阳化工学院和沈阳市特种设备检测研究院（原沈阳市锅检所）等单位负责起草，将波纹管换热器设计方法列为ＧＢ151《管壳式换热器》的附录，并于2004年以名为“奥式体不锈钢波纹管换热器设计标准案例”（以下简称“标准案例”）正式颁布。
本文对标准案例的主要内容进行了介绍，针对波纹管换热器十几年运行中出现的问题进行总结、归纳分析，并通过设计实例分析，说明波纹管换热器的设计和选用应注意的问题。
2、标准案例简介
波纹管换热器也是管壳式换热器的一种，其总体设计、制造、检验是符合ＧＢ151中要求的，只是由于管束刚度变化，使得与其相关的受压组件设计计算有所不同。标准案例以理论分析和试验研究为基础，本着安全可靠、经济合理、技术先进三者统一的原则，规定了波纹管换热器管束和管板的设计计算方法，以作为ＧＢ151的补充。
2-1 适用范围
换热器型式与ＧＢ151相同。设计压力ＰＮ≤40ＭＰａ，考虑波纹换热管是由薄壁管加工而成，成型的残余应力较大，为避免应力腐蚀和疲劳破坏，其工作压力不能太高。标准案例规定两种换热管公称直径，即波峰/波谷外径为32/25ｍｍ和42/33ｍｍ，其管坯外径为25ｍｍ和33ｍｍ，这是目前工程中通用的两种规格。折流板间距根据工程实践经验而定，其最大间

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