《过程设备设计基础》课程教学资源（相关标准文献）中华人民共和国国家标准（GB l51—1999）管壳式换热器 Tubular heat exchangers.pdf_大学文库

前言本标准系根据国家质量技术监督局1993年“制修订标准项目计划”的安排对GB151 1989进行修订。本标准依据GBl51-1989实施以来所取得的经验和国内管壳式换热器发展的需要, 并参照近期国际同类标准进行了下列变动 1.修订了适用参数 2.由于增加了铝、铜、钛换热管,故标准名称由《钢制管壳式换热器》改为《管壳式换热器》。 3.增加了以下内容: 前引用标准; 附录C(标准的附录)换热管用奥氏体不锈钢焊接钢管: 附录D(标准的附录)有色金属设计数据; 附录K(提示的附录)壳体与管束间的入口或出口面积的计算。 4.撤消了GB151-1989中下列内容: 附录A膨胀节(补充件) 附录E螺纹换热管(参考件) 5.修改了平盖、U形管式换热器管板和浮头式换热器浮头法兰的计算公式,给出了孔桥宽度的计算式。 6.由于Ⅰ、Ⅱ级换热器的差别只体现在管束上,将Ⅰ、Ⅱ级换热器修订为Ⅰ、Ⅱ级管束。除了上述变动外,在各章节中还进行了相应的变动本标准从实施之日起,同时代替GB151-1989 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录本标准的附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K都是提示的附录本标准由全国压力容器标准化技术委员会提出,由全国压力容器标准化技术委员会换热设备分委员会归口。本标准的起草单位和起草人原机械部兰州石油机械硏究所:朱巨贤、张延丰、马小珍; 中国寰球化学工程公司:郑天孙; 中石化洛阳石化工程公司:桑培清、李明伟; 中石化北京石化工程公司:兰文清、李世玉中石化兰州石油化工设计院:何勇才中国五环化学工程公司:刘佑义兰州石油化工机器厂:方祖赐、李晓阳清华大学:黄克智、薛明德天律大学:聂清德。参加本标准编制的工作单位及人员有: 中石化规划院:黄秀戎、寿比南、顾振铭、王为国、叶乾惠; 中国通用石化机械工程总公司:忠考原劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局:侯明烈; 原化学工业部建设协调司:梁之洵

2 前言本标准系根据国家质量技术监督局1993年“制修订标准项目计划”的安排对GB l51 ─1989进行修订。本标准依据GB l51—1989实施以来所取得的经验和国内管壳式换热器发展的需要，并参照近期国际同类标准进行了下列变动： 1．修订了适用参数。 2．由于增加了铝、铜、钛换热管，故标准名称由《钢制管壳式换热器》改为《管壳式换热器》。 3．增加了以下内容：前言；引用标准；附录C(标准的附录)换热管用奥氏体不锈钢焊接钢管；附录D(标准的附录)有色金属设计数据；附录K(提示的附录)壳体与管束间的入口或出口面积的计算。 4．撤消了GB l51—1989中下列内容：附录A 膨胀节(补充件)；附录E 螺纹换热管(参考件)。 5．修改了平盖、U形管式换热器管板和浮头式换热器浮头法兰的计算公式，给出了孔桥宽度的计算式。 6．由于I、Ⅱ级换热器的差别只体现在管束上，将I、Ⅱ级换热器修订为I、Ⅱ级管束。除了上述变动外，在各章节中还进行了相应的变动。本标准从实施之日起，同时代替GBl51—1989。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录。本标准的附录E、附录F、附录G、附录H、附录J、附录K都是提示的附录。本标准由全国压力容器标准化技术委员会提出，由全国压力容器标准化技术委员会换热设备分委员会归口。本标准的起草单位和起草人：原机械部兰州石油机械研究所：朱巨贤、张延丰、马小珍；中国寰球化学工程公司：郑天孙；中石化洛阳石化工程公司：桑培清、李明伟；中石化北京石化工程公司：兰文清、李世玉；中石化兰州石油化工设计院：何勇才；中国五环化学工程公司：刘佑义；兰州石油化工机器厂：方祖赐、李晓阳；清华大学：黄克智、薛明德；天律大学：聂清德。参加本标准编制的工作单位及人员有：中石化规划院：黄秀戎、寿比南、顾振铭、王为国、叶乾惠；中国通用石化机械工程总公司：；原劳动部职业安全卫生与锅炉压力容器监察局：侯明烈；原化学工业部建设协调司：梁之洵；张忠考

原机械部兰州石油机械硏究所:邹建东、陈晓洲。本标准于1989年2月首次发布,1989年9月1日实施;于1999年2月第一次修订本标准由全国压力容器标准化技术委员会负责解释 1范围本标准规定了非直接受火管壳式换热器(以下简称“换热器”)的设计、制造、检验和验收的要求 1.1本标准适用于固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式换热器。 1.2适用的参数为公称直径DN≤2600mm 公称压力PN≤35MPa 且公称直径(mm)和公称压力MPa)的乘积不大于1.75×10。超出上述参数范围的换热器也可参照本标准设计与制造 1.3本标准适用的设计温度范围按金属材料允许的使用温度确定。 1.4下列各类换热器不属本标准管辖 a)直接火焰加热的换热器及废热锅炉; b)受核辐射的换热器 c)要求作疲劳分析的换热器 d)已有其他行业标准管辖的换热器。诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用换热器。 1.5设计压力低于0.IMPa及真空度低于0.02MPa的换热器,可按JB/T4735及本标准的有关规定进行设计、制造、检验与验收。 1.6当采用以下方法设计时,须经全国压力容器标准化技术委员会评定认可。 a)应力分析(已取得应力分析设计资格的单位除外) b)验证性液压试验: c)用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计 2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 GB150-1998钢制压力容器 GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T230-1991金属洛氏硬度试验方法 GB/T242-1997金属管扩口试验方法 GB/T699-1988优质碳素结构钢技术条件 GB/T700-1988碳素结构钢 GB/T1220-1992不锈钢棒 GB/T1221-1992耐热钢棒 GB/T1527-1997铜及铜合金拉制管 GB/T18041992一般公差线性尺寸的未注公差 GB/T3077-1988合金结构钢技术条件 GB/T3621-1994钛及钛合金板材 GB/T3624-1995钛及钛合金管 GB/T3625-1995换热器及冷凝器用钛及钛合金管

3 原机械部兰州石油机械研究所：邹建东、陈晓洲。本标准于1989年2月首次发布，1989年9月1日实施；于1999年2月第一次修订。本标准由全国压力容器标准化技术委员会负责解释。 1 范围本标准规定了非直接受火管壳式换热器（以下简称“换热器”）的设计、制造、检验和验收的要求。 1.1 本标准适用于固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式换热器。 1.2 适用的参数为公称直径 DN≤2600mm；公称压力 PN≤35MPa；且公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于1.75×10 4。超出上述参数范围的换热器也可参照本标准设计与制造。 1.3 本标准适用的设计温度范围按金属材料允许的使用温度确定。 1.4 下列各类换热器不属本标准管辖 a)直接火焰加热的换热器及废热锅炉； b)受核辐射的换热器； c)要求作疲劳分析的换热器； d)已有其他行业标准管辖的换热器。诸如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用换热器。 1.5 设计压力低于0.1MPa及真空度低于0.02MPa的换热器,可按JB/T4735及本标准的有关规定进行设计、制造、检验与验收。 1.6 当采用以下方法设计时，须经全国压力容器标准化技术委员会评定认可。 a)应力分析(已取得应力分析设计资格的单位除外)； b)验证性液压试验； c)用可比的已投入使用的结构进行对比经验设计。 2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB l50—1998 钢制压力容器 GB/T 229—1994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T 230—1991 金属洛氏硬度试验方法 GB/T 242—1997 金属管扩口试验方法 GB/T 699—1988 优质碳素结构钢技术条件 GB/T 700—1988 碳素结构钢 GB/T 1220—1992 不锈钢棒 GB/T 1221—1992 耐热钢棒 GB/T 1527—1997 铜及铜合金拉制管 GB/T 1804—1992 一般公差线性尺寸的未注公差 GB/T 3077—1988 合金结构钢技术条件 GB/T 3621—1994 钛及钛合金板材 GB/T 3624—1995 钛及钛合金管 GB/T 3625—1995 换热器及冷凝器用钛及钛合金管

GB/T3880-1997铝及铝合金轧制板材 GB/T6893-1986工业用铝及铝合金拉(轧)制管 GB/T8163-1987输送流体用无缝钢管 GB/T8165-1997不锈钢复合钢板和钢带 GB/T8547-1987钛-钢复合板 GB/T8890—1998热交换器用铜合金管 GB9948—1988石油裂化用无缝钢管 GB/T12771-1991输送流体用不锈钢焊接钢管 GB/T13149-1991钛及钛合金复合钢板焊接技术条件 GB/T13238-1991铜-钢复合钢板 GB13296--1991锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T13306-1991标牌 GB/T14976-1994流体输送用不锈钢无缝钢管 GB16749—1997压力容器波形膨胀节 JB2536-1980压力容器油漆、包装和运输 JB4700-1992压力容器法兰分类与技术条件 JB4701-1992甲型平焊法兰 JB4702—1992乙型平焊法兰 JB4703-1992长颈对焊法兰 JB4707-1992等长双头螺柱 JB4708—1992钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4709—1992钢制压力容器焊接规程 JB/T4712-1992鞍式支座 JB/T4718-1992管壳式换热器用金属包垫片 JB/T4719—1992管壳式换热器用缠绕垫片 JB/T4720-1992管壳式换热器用非金属垫片 JB/T41722—1992管壳式换热器用螺纹换热管基本参数与技术条件 JB/T4725-1992耳式支座 JB4726-1994压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4727-1994低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4728-1994压力容器用不锈钢锻件 JB4730-1994压力容器无损检测 JB4732-1995钢制压力容器一分析设计标准 JB4733—1996压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 JB/T4735-1997钢制焊接常压容器 3总则 3.1换热器的设计、制造、检验和验收除必须符合本标准的规定外,还应遵守GB15 和国家颁布的有关法令、法规和规章。 3.2资格与职责 3.2.1资格 3.2.1.1换热器的设计、制造单位必须具备健全的质量管理体系。设计单位应持有压力容器设计单位批准书,制造单位应持有压力容器制造许可证。 3.2.1.2换热器的设计、制造必须接受国家质量技术监督局各级锅炉压力容器安全监

4 GB/T 3880—1997 铝及铝合金轧制板材 GB/T 6893—1986 工业用铝及铝合金拉(轧)制管 GB/T 8163—1987 输送流体用无缝钢管 GB/T 8165—1997 不锈钢复合钢板和钢带 GB/T 8547—1987 钛-钢复合板 GB/T 8890—1998 热交换器用铜合金管 GB 9948—1988 石油裂化用无缝钢管 GB/T 12771—1991 输送流体用不锈钢焊接钢管 GB/T 13149—1991 钛及钛合金复合钢板焊接技术条件 GB/T 13238—1991 铜-钢复合钢板 GB l3296—1991 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T 13306—199l 标牌 GB/T 14976—1994 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB l6749—1997 压力容器波形膨胀节 JB 2536—1980 压力容器油漆、包装和运输 JB 4700—1992 压力容器法兰分类与技术条件 JB 4701—1992 甲型平焊法兰 JB 4702—1992 乙型平焊法兰 JB 4703—1992 长颈对焊法兰 JB 4707—1992 等长双头螺柱 JB 4708—1992 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T 4709—1992 钢制压力容器焊接规程 JB/T 4712─1992 鞍式支座 JB/T 4718—1992 管壳式换热器用金属包垫片 JB/T 4719—1992 管壳式换热器用缠绕垫片 JB/T 4720—1992 管壳式换热器用非金属垫片 JB/T 4722—1992 管壳式换热器用螺纹换热管基本参数与技术条件 JB/T 4725—1992 耳式支座 JB 4726—1994 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB 4727—1994 低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB 4728—1994 压力容器用不锈钢锻件 JB 4730—1994 压力容器无损检测 JB 4732—1995 钢制压力容器—分析设计标准 JB 4733—1996 压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 JB/T 4735—1997 钢制焊接常压容器 3 总则 3.1 换热器的设计、制造、检验和验收除必须符合本标准的规定外，还应遵守GB l50 和国家颁布的有关法令、法规和规章。 3.2 资格与职责 3.2.1 资格 3.2.1.1 换热器的设计、制造单位必须具备健全的质量管理体系。设计单位应持有压力容器设计单位批准书，制造单位应持有压力容器制造许可证。 3.2.1.2 换热器的设计、制造必须接受国家质量技术监督局各级锅炉压力容器安全监

察机构的监察。 3.2.2职责 3.2.2.1设计单位的职责 3.2.2.1.1设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 3.2.2.1.2换热器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样 3.2.2.1.3换热器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志 3.2.2.2制造单位的职责 3.2.2.2.1制造单位必须按照设计图样要求进行制造,如需对原设计进行修改,应取得原设计单位的认可。 3.2.2.2.2制造单位的检査部门在换热器制造过程中和完工后,应按本标准和图样规定对换热器进行检验和试验,提供报告,并对报告的正确性和完整性负责 3.2.2.2.3制造单位对其制造的每台换热器产品至少应具有下列技术文件备查,技术文件至少应保存7年 a)制造工艺图或制造工艺卡; b)材料证明文件及材料表 c)换热器的焊接工艺和热处理工艺记录; d)标准中允许制造厂选择的项目的记录 e)换热器制造过程中及完工后的检查记录; f)换热器原设计图和竣工图 3.2.2.2.4制造单位在取得检验机构确认换热器质量符合本标准和图样的要求后,须填写产品质量证明书并交付用户 3.3换热器范围本标准管辖的换热器,其范围是指换热器(管箱、壳体、管束、头盖)及与换热器连为整体的受压零部件,且划定在下列范围内。 3.3.1换热器与外管道连接 a)焊接连接的第一道环向接头坡口端面 b)螺纹连接的第一个螺纹接头端面; c)法兰连接的第一个法兰密封面 d)专用连接件或管件连接的第一个密封面 3.3.2接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。 3.3.3非受压元件与换热器壳体、管箱、头盖内、外表面的焊接接头。接头以外的元件如支座、支耳、垫板等也应符合本标准或相应标准的规定 3.4换热器的零、部件名称见表1和图1至图6 3.5换热器的主要组合部件换热器的主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构(包括管束)三部分。详细分类及代号见图7

5 察机构的监察。 3.2.2 职责 3.2.2.1 设计单位的职责 3.2.2.1.1 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。 3.2.2.1.2 换热器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。 3.2.2.1.3 换热器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。 3.2.2.2 制造单位的职责 3.2.2.2.1 制造单位必须按照设计图样要求进行制造，如需对原设计进行修改，应取得原设计单位的认可。 3.2.2.2.2 制造单位的检查部门在换热器制造过程中和完工后，应按本标准和图样规定对换热器进行检验和试验，提供报告，并对报告的正确性和完整性负责。 3.2.2.2.3 制造单位对其制造的每台换热器产品至少应具有下列技术文件备查，技术文件至少应保存7年。 a)制造工艺图或制造工艺卡； b)材料证明文件及材料表； c)换热器的焊接工艺和热处理工艺记录； d)标准中允许制造厂选择的项目的记录； e)换热器制造过程中及完工后的检查记录； f)换热器原设计图和竣工图。 3.2.2.2.4 制造单位在取得检验机构确认换热器质量符合本标准和图样的要求后，须填写产品质量证明书并交付用户。 3.3 换热器范围本标准管辖的换热器，其范围是指换热器(管箱、壳体、管束、头盖)及与换热器连为整体的受压零部件，且划定在下列范围内。 3.3.1 换热器与外管道连接 a)焊接连接的第一道环向接头坡口端面； b)螺纹连接的第一个螺纹接头端面； c)法兰连接的第一个法兰密封面； d)专用连接件或管件连接的第一个密封面。 3.3.2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。 3.3.3 非受压元件与换热器壳体、管箱、头盖内、外表面的焊接接头。接头以外的元件如支座、支耳、垫板等也应符合本标准或相应标准的规定。 3.4 换热器的零、部件名称见表1和图1至图6。 3.5 换热器的主要组合部件换热器的主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构(包括管束)三部分。详细分类及代号见图7