GBT 151-2014 英文版
1.1 本标准规定了金属制热交换器的通用要求,并规定了管壳式热交换器材料、设计、制造、检验、验收
1.2 本标准的通用要求适用于管壳式热交换器及其他结构型式热交换器,本标准的所有内容适用于管
a) 钢材不允许超出GB 150.2-2011列入材料的允许使用温度范围;
1.5 本标准中管壳式热交换器适用的公称直径不大于4000mm,设计压力(MPa)与公称直径(mm)
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热交换器的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出设计条件(UDS-User’sDesign
b) 操作参数(包括工作所承受的压力、工作时候的温度范围、液位高度、接管载荷以及循环载荷等);
c) 使用地及其自然条件(包括环境和温度、抗震设防烈度、风载荷和雪载荷等);
b) 热交换器的设计文件至少应包括强度计算书、设计图样、制造技术条件、风险评估报告(相关法
c) TSGR0004-2009管辖范围内热交换器的设计总图应盖有特定种类设备设计许可印章;
d) 应在设计使用年数的限制内保存管壳式热交换器的全部设计文件,其他结构型式的热交换器设计文
a) 制造单位应按照设计文件要求做制造,如需要对原设计做修改,应取得原设计单位同意修
b) 生产单位在热交换器制造前应制定完善的质量计划,其内容至少应包括热交换器或元件的制
c) 生产单位的检查部门在热交换器制作的完整过程中和完工后,应按标准、图样和质量计划的规定对热
e) 生产单位对其制造的每台管壳式热交换器产品应在设计使用年数的限制内至少保存下列技术文件:
4.3.2.2 热交换器工艺计算时应来优化,提高换热效率,满足工艺设计条件要求。管壳式热交换器无
相变传热计算参见附录B。需要时管壳式热交换器还应考虑流体诱发振动,计算参见附录C。常见流
体的物理性质数据参见附录D,污垢热阻参见附录E,金属导热系数参见附录F。
a) 热交换器上装有超压泄放装置时,应按GB 150.1-2011附录B的规定确定设计压力;
b) 热交换器各程(压力室)的设计压力应按各自最苛刻的工作工况分别确定;
c) 如热交换器存在负压操作,确定元件计算压力时应考虑在正常工作情况下也许会出现的最大压力差;
d) 真空侧的设计压力按承受外压考虑;当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时,设计压力取
1.25倍的最大内外压力差,或0.1MPa两者中的较低值;当无安全控制装置时,取0.1MPa;
e) 对于同时受各程(压力室)压力作用的元件,且在全寿命期内均能保证不超过设定压差时,才可
以按压差设计,否则应分别按各程(压力室)设计压力确定计算压力,并应考虑有几率存在的最苛
刻的压力组合;按压差设计时,压差的取值还应考虑在压力试验过程中也许会出现的最大压差
值,并应在设计文件中明确设计压差,同时应提出在压力试验过程中保证压差的要求。
对有不同工作工况的热交换器,应按最苛刻的工况设计;必要时还应考虑不同工况的组合,并在图
4.4.5.3 为防止热交换器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄,应考虑腐蚀裕量:
a) 对有均匀腐蚀或磨损的元件,应根据预期的设计使用年数的限制和介质对金属材料的腐蚀速率(及磨
c) 介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金钢制热交换器,腐蚀裕量不小于1mm。
c) 管板和管箱平盖上开槽时,可将高出隔板槽底面的金属作为腐蚀裕量,但当腐蚀裕量大于槽深
4.5.2 受压元件用钢材的许用应力值应按GB 150.2-2011选取,铝、钛、铜、镍和锆等其他金属的许用
4.5.5 需要仔细考虑地震载荷或风载荷与4.4.1中其他载荷相组合时,元件的设计应力应符合GB 150.1-2011中
4.6.1 管壳式热交换器受压元件之间的焊接接头分为A、B、C、D四类,非受压元件与受压元件的焊接
接头为E类,如图4-1所示。其他结构型式热交换器的焊接接头按相应标准规定。
4.6.4 对于没有办法进行无损检测的固定管板式热交换器壳程圆筒的环向焊接接头,应采用氩弧焊打底或
4.6.5 对于换热管与管板连接的内孔焊,进行100%射线检测时焊接接头系数ϕ=1.0,局部射线检测时
4.6.6 铝、钛、铜、镍和锆等其他金属的焊接接头系数按相应引用标准的规定。
4.7.1 管壳式热交换器耐压试验的要求和试验压力应符合GB 150.1-2011中4.6的要求,其他结构型
4.7.3 按压差设计的热交换器,应在图样上提出压力试验时升、降压的具体要求。
4.7.4 对于管程设计压力高于壳程设计压力的管壳式热交换器,应在图样上提出管头的试验方法和
5.1.2 管壳式热交换器受压元件用铝、钛、铜、镍和锆等其他金属材料,其技术方面的要求、限定范围(牌号、压
力和温度等)及许用应力,应符合TSGR0004-2009及本标准引用标准的规定。
的有关规定。带凸肩的管板、内孔焊管板和管箱平盖(GB 150.3-2011表5-10中序号11~14的平盖)
采用轧制板材直接加工制造时,碳素钢、低合金钢厚度方向性能级别不应低于GB/T 5313-2010中的
5.3.2.2 复合管板可采用堆焊或爆炸焊接复合板。当采用爆炸焊接复合板时,应符合NB/T 47002.1~
47002.4中B1级的要求;当换热管受轴向压应力时,宜采用堆焊复合管板。
6.6.3.3 强度焊接加贴胀的管孔结构及形式及尺寸见图6-21,强度焊接还应遵守6.6.2的规定。贴胀的管
6.8.2.1.2 弓形折流板缺口大小应使流体通过缺口与横过管束的流速相近。缺口大小用其弦高占壳程
圆筒内径的百分比来表示。单弓形折流板缺口见图6-23a);缺口弦高h值宜取0.20倍~0.45倍的壳
6.8.2.3.4 U形管的尾部靠近弯管段起支撑作用的折流板如图6-25所示,其结构尺寸A+B+C 之和
6.8.2.4.1 卧式热交换器的壳程为单相清洁流体时,折流板缺口宜水平上下布置;气体中含有少量液体
时,应在缺口朝上的折流板最低处开通液口,如图6-26a)所示;液体中含有少量气体时,应在缺口朝下
6.8.2.4.2 卧式热交换器、冷凝器和重沸器的壳程介质为气、液相共存或液体中含有固体颗粒时,折流
板缺口应垂直左右布置;气、液相共存时,应在折流板最低处和最高处开通液口和通气口,如图6-26c)
所示;液体中含有固体颗粒时,应在折流板最低处开通液口,如图6-26d)所示。
6.11.1.1 填料函式热交换器不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质场合;填料的材料选择应根
6.11.1.2 填料函底部宜设置一个金属环,见图6-39。金属环与管板裙之间的间隙应小于管板裙和填料
6.11.1.3 浮动管板裙宜向外延伸,见图6-40a)和图6-41。当管板裙向内延伸时,应采取适当的方法防
6.11.1.4 凡与填料接触的管板、管板裙和填料函的表面均应机械加工,表面粗糙度Ra≤12.5μm。
6.11.2.1 外填料函式热交换器壳程设计压力不宜高于2.5MPa,其结构及尺寸见图6-39和表6-35。
7.4.2.2 管板与换热管采用焊接连接时,管板最小厚度应满足结构设计和制造要求,且不小于12mm。
a) 与换热管焊接连接的复合管板,其覆层的厚度不应小于3mm;对有耐腐蚀要求的覆层,还应
保证距覆层表面深度不小于2mm的覆层化学成分和金相组织符合覆层材料标准的要求;
b) 与换热管强度胀接连接的复合管板,其覆层最小厚度不宜小于10mm;对有耐腐蚀要求的覆
层,还应保证距覆层表面深度不小于8mm的覆层化学成分和金相组织符合覆层材料标准的
当覆层与基层的结合要求符合5.3.2.2的规定时,覆层厚度可计入复合管板的有效厚度中;当覆层
材料的强度低于基层材料时,宜以覆层当量厚度计入复合管板的有效厚度中,覆层当量厚度按式(7-16)
a) 将内、外两块管板视作一块整体管板,根据整体管板与管程侧、壳程侧圆筒的连接方式(见
图7-3)和设计条件,按单管板计算得到要求的双管板总厚度δ0;计算还应包括换热管、壳体等
b) 对内、外管板分别进行计算确定各自的计算厚度,且不小于7.4.2规定的最小厚度。内、外管
1) 内管板:根据该管板与其两侧圆筒的连接方式(见图7-3)和设计条件计算得到内管板厚
2) 外管板:根据该管板与其两侧圆筒的连接方式(见图7-3)和设计条件计算得到外管板厚
计算还应包括换热管、壳体等相关元件的设计校核。隔离腔的设计压力按隔离腔内的工作压
8.3.2 碳素钢、低合金钢换热管管端外表面应除锈至呈现金属光泽,高合金钢、铝、铜、钛、镍、锆及其合
b) 对胀接接头,管端清理长度应不小于强度胀接长度,且不得影响胀接质量;
a) 弯曲半径大于或等于2.5倍换热管名义外径时,圆度偏差不应大于换热管名义外径10%;
b) 弯曲半径小于2.5倍换热管名义外径时,圆度偏差不应大于换热管名义外径15%;返回搜狐，查看更加多
