【其他行业标准】 铝制板翅式热交换器

CS27.060.30
中华人民共和国行业标准
NB/T47006—2009（JB/T4757）
代替JB/T7261--1994
铝制板翅式热交换器
Aluminum plate-finheatexchanger2009-12-01发布
国家能源局发布
2010-05-01实施
规范性引用文件
材料·
设计：
制造、检验与验收
安装与操作
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
标准释义
热交换器性能试验方法
焊接接头型式
热交换器型号的编制方法
热交换器使用须知
NB/T47006—2009（JB/T4757）
NB/T47006—-2009（JB/T4757）前言
本标准与JB/T7261一1994《铝制板翅式换热器技术条件》相比，主要变化如下：设计压力由原来不大于6.3MPa提高到8.0MPa，设计温度范围由原来的-270℃~150℃修订为-269℃~200℃；
增加了板翅式热交换器的术语和定义；在压力试验中，将液压与气压试验压力的比例由原标准的1.5倍和1.25倍修订为1.3倍和1.25倍，与国际制造业相接轨；材料方面增加了按JB/T4734和GB/T3198标准选用的规定；增加了第5章“设计”；
检验与验收方面增加了荧光检验、不一致的修正、存在的缺陷及补救措施等方面的内容；删除了原标准中清洁度测试和真空检漏及体膨胀试验的内容；增加了安装和操作要求的内容。本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）提出并归口。本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会热交换器分技术委员会（SC5）组织起草和审查。本标准主要起草单位：杭州制氧机集团有限公司、兰州石油机械研究所、开封空分集团有限公司、四川空分集团有限公司、鞍山钢铁公司、中国特种设备检测研究院。本标准主要起草人：阎振贵、王金宏、洪宝玲、李建伟、毛央平、曾传勇、周文学、陶相伦、王晋、贾振武、张延丰、朱巨贤、王为国。本标准的历次版本发布情况为：JB/TQ258-76；
—JB/T7261-—1994。
1范围
铝制板翅式热交换器
NB/T47006---2009（JB/T4757）本标准规定了铝制板翅式热交换器（以下简称热交换器）的设计、制造、检验、验收、安装、使用及维护等要求。
1.1本标准适用于设计压力不大于8.0MPa的热交换器。设计压力大于8.0MPa的热交换器，在征得买方同意时，可参照本标准进行设计与制造。1.2本标准适用的设计温度范围为-269℃~200℃。1.3本标准适用于空气的分离与液化设备（ASU）、天然气加工（NGP）及液化（LNG）、石油化工及机械动力装置等场合使用的热交换器。1.4对不能用本标准确定的热交换器的受压元件充许用以下方法设计，但需经全国锅炉压力容器标准化技术委员会评定、认可。a）包括有限元法在内的应力分析（有分析设计资格的单位除外）：b）：验证性实验分析（如实验应力分析，验证性液压试验）；c）用可比的已投人使用的结构进行对比经验设计。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，在仅注日期的版本适用于本
文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150
GB/T228
GB/T229
GB/T232
GB/T1804
GB/T2624.1-2006
GB/T2624.2-—2006
GB/T2624.3—2006
GB/T2624.4—2006
钢制压力容器
金属材料室温拉伸试验方法（GB/T2282002，ISO6892:1998(E)，EQV)
金属材料摆锤冲击试验方法（GB/T2292007，ISO148-1:2006，MOD)
金属材料弯曲试验方法（GB/T232-1999，ISO7438:1985，EQV）般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差（GB/T18042000，ISO2768-11989EQV)
用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第1部分：—般原理和要求（GB/T2624.1—2006，ISO5167-1:2003，IDT）用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分：孔板（GB/T2624.22006，ISO5167-2:2003，IDT）用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第3部分：喷嘴和文丘里喷嘴（GB/T2624.3-—2006，ISO5167-3:2003，IDT）
用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第4部分：文丘里管（GB/T2624.4—2006，ISO5167-4:2003，IDT）115
NB/T47006-—2009（JB/T4757）GB/T3190
GB/T3191—1998
GB/T3195-—2008
GB/T3198—2003
GB/T3246.1
GB/T3246.2
GB/T3880.1—2006
GB/T3880.2—--2006
GB/T3880.3—2006
GB/T4436
GB/T4437.1-2000
GB/T6892—2006
GB/T6893-2000
GB/T8063—1994
GB/T9438—1999
GB/T10858—-2008
GB/T13384
GB/T16474
GB/T16475
JB/T4730.2——2005
JB/T4730.3——2005
JB/T4730.5-—2005
JB/T4734
HG/T20592~20635--2009
YS/T69—2005
TSGR0004—2009
3总则
变形铝及铝合金化学成分（GB/T3190—2008，ISO209:2007（E），MOD)
铝及铝合金挤压棒材
铝及铝合金拉制圆线材
铝及铝合金箔
变形铝及铝合金制品显微组织检验方法变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差铝及铝合金管材外形尺寸及允许偏差铝及铝合金热挤压管第1部分：无缝圆管般工业用铝及铝合金挤压型材
铝及铝合金拉（轧）制无缝管
铸造有色金属及其合金牌号表示方法（GB/T8063—1994，ISO2092，NEQ）
铝合金铸件（GB/T9438—1999，ASTMB26/B26M:1992，NEQ）铝及铝合金焊丝
机电产品包装通用技术条件
变形铝及铝合金牌号表示方法（GB/T16474—1996，ANSIH35.1:1993，EQV)
变形铝及铝合金状态代号（GB/T16475--2008，ISO2107：2007，MOD)
承压设备无损检测
承压设备无损检测
承压设备无损检测
铝制焊接容器
第2部分：射线检测
第3部分：超声检测
第5部分：渗透检测
钢制管法兰、垫片、紧固件
钎焊用铝合金复合板
固定式压力容器安全技术监察规程3.1热交换器的设计、制造、检验、验收、安装、使用和维护除符合本标准的规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规和规章。3.2范围
本标准管辖的热交换器范围是指热交换器的本体及与热交换器本体连接为整体的受压零部件，且划定在下列范围内。
3.2.1热交换器与外部管道的连接：a）焊接连接的第一道环向接头坡口端面；116
b）法兰连接的第-一个法兰密封面；c）螺纹连接的第-个螺纹接头端面；NB/T47006-2009（JB/T4757）
d）专用连接件或管件连接的第一个密封面。3.2.2非受压元件与受压元件的焊接接头以外的元件，如加强圈、支座、吊耳等应符合本标准或相应标准的规定。
3.2.3直接连接在热交换器上的超压泄放装置应参照GB150的附录B的要求进行，连接在热交换器上的仪表等附件应符合有关标准的规定。3.3术语和定义
JB/T4734确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.3.1
板翅式热交换器
plate-finheatexchanger
热交换器是由板束、封头、接管及支座等附件组成。流体的每一层通道由翅片、隔板、封条组成，每层通道在特定方位上都设有流体的进出口，并用该流体的进出口封头分别包容该流体的每层进出口，焊上各自的接管而组成，图3.1为多股流热交换器示意图。介质1（出口）
板束block（core）
介质4（出口）
介质2（进口）
介质3（出口）
介质5（出）
介质1（进！！）
多股流热交换器示意图
板束由各流体的通道按需要依次叠置，钎焊成一体。每个通道由隔板（或侧板）、翅片（或导流片）、封条等零件组成，如图3.2所示。117
NB/T47006—2009（JB/T4757）
隔板（或侧板）
满板（或测板
翅片heattransferfin
翘片（或争流片）
板束体基本结构示意图
翅片是热交换器的基本元件，传热过程主要通过翅片热传导及翅片与流体之间的对流传热来完3.3.4
导流片distributorfin
导流片在热交换器中主要是起流体的进出口导向作用，一般为多孔型翅片。3.3.5
封条sidebar
封条是热交换器的基本元件，主要分布在热交换器的四周边缘，起封闭和支撑各层通道的作用。3.3.6
隔板partingsheet
隔板是两层翅片之间的金属平板，又称复合板，它在母体金属表面覆盖有一层钎料合金，在钎焊时合金熔化而使翅片、封条与金属平板焊接成一体。3.3.7
侧板 cap sheet
侧板是位于热交换器板束最外侧的隔板，3.3.8
强度层
dummylayer
又称盖板。
强度层（又称工艺层）是从强度、热绝缘和制造工艺等要求出发，在板束的顶部和底部设置的与环境大气相通，不进行热交换的通道。3.3.9
无用区域deadarea
通道中和翅片或导流片相通或不相通的无介质流动的区域。3.3.10
通道排列layerarrangement
通道的排列方式可分为单叠排列、复叠排列、混叠排列。118
单叠排列singlebanking
单叠排列时每一热通道都与-冷通道相邻排列，见图3.3a)。3.3.10.2
复叠排列doublebanking
NB/T47006--2009（JB/T4757)
复叠排列的每-一个热通道都与两个冷通道相间，或每一个冷通道和两个热通道相间，见图3.33.3.10.3
混叠排列singleandmultiplebanking在同一板束中除有热通道与冷通道相邻排列外，同时存在一个热通道和两个冷通道相间或同时存在个冷通道和两个热通道相间，见图示3.3c）。A—冷通道；B-热通道
a）通道单叠排列示意图
A—冷通道；B—热通道
b）通道复叠排列示意图
A-冷通道；B—热通道
c）通道混叠排列示意图
图3.3通道排列示意图
封头header
封头通常由封头体、接管、端板、法兰（或封盖）等零件经焊接而成。119
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封头体headerbody
组成封头的半圆简部分。
端板headerwithends
封头两端的与封头体连接的零件。3.3.11.3
nozzle
流体进出封头的管路。
封盖nozzlecap
试压或氮封时封闭接管的零件。3.3.12
多板束单元compositeblock
多板束单元是指由两个或两个以上的板束，通过并联焊接的方式连接成一体组成的板束，图3.4为并联焊接的方式连接为一体的板束。板束体
版来体
多板束组成的热交换器单元结构图图3.4
且manifoldedexchanger
热交换器组
热交换器组是由两台或两台以上的热交换器按不同的配管形式进行组合（并联或串联）而构成，如图3.5所示。
3.4一般规定
3.4.1设计压力
热变换器
单元体
连接管道
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本间连接管道
图3.5热交换器组的构成示意图
3.4.1.1热交换器是由数个压力通道（压力相同或不相同）组成。设计时应考虑操作时可能出现最苛刻的压力组合。
3.4.1.2每一个通道的设计压力应不低于该通道的最高工作压力。3.4.1.3热交换器安装在压力容器中时，买方应给出热交换器的环境设计压力，热交换器应能承受内外压力差的作用。
3.4.1.4热交换器安装在真空容器中时，买方应声明并确定相应的各通道的最高工作压力。3.4.1.5热交换器按外压设计时，应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。3.4.1.6热交换器工作在真空状态时，其真空通道的设计压力按承受外压考虑，当设置有安全控制装置时，设计压力取1.25倍的最大内外压力差或0.1MPa两者的小值；当无安全控制装置时，取0.1MPa。
3.4.2设计温度
3.4.2.1内部热应力的增加应不超过材料的强度极限，在可接受的限度之内，稳定状态下的铝制热交换器通道之间（同一截面）的最大推荐允许温差为50℃；但在有相变流体以及有在瞬间循环的条件下，推荐温差为20℃~30℃。3.4.2.2设计温度大于65℃时，不得选用含镁量大于3%的铝合金。3.4.2.3设计温度应不低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度，设计温度最低为－269℃。
3.4.2.4热交换器各部分在工作状态下的金属温度不同时，按最高温度设计。在任何情况下，元件金属的表面温度不应超过材料的允许使用温度。3.4.2.5元件的金属温度可用传热计算求得，或在已使用的同种工况的热交换器上测定，或按介121
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质温度确定。对不同工况的热交换器，应按最苛刻的工况组合设计，并在图样或相应技术条件中注明各工况的压力和温度值。
3.4.3流体介质
应对操作过程使用的介质的特性进行限制。流体应干净对铝合金无腐蚀作用，通常不考虑腐蚀裕度。并对易结垢、沉淀、堵塞热交换器的介质加以控制。3.4.4载荷
设计时应考虑以下载荷：
a）内压、外压或最大压差；
b）液体液柱静压力；
热交换器的自重，以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；附属设备及隔热材料、管道等的重力载荷；风载荷、地震载荷；
支座、支耳及其他型式支撑的反作用力；连接管道和其他部件的作用力；温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；包括压力急剧波动的冲击载荷；冲击反力，如由流体冲击引起的反力等；k）运输或吊装时的作用力。
3.4.5厚度附加量
厚度附加量按式（3.1）确定：
C=Ci+C2
式中：
C—厚度附加量，mm；
Ci-—铝材厚度负偏差，按照GB/T3880.3和GB/T4436的规定，mm；腐蚀裕量，按3.4.3的规定，C2=0。C2
3.5许用应力
（3.1）
本标准规定的封头、接管、法兰、封条和侧板等受压元件铝材的许用应力值按JB/T4734的规定选取，或按相应标准提供的力学性能和安全系数计算确定；对用于翅片、隔板等受压元件的材料，按GB/T3198和YS/T69规定的抗拉强度值除以安全系数4~6计算确定。3.6焊接接头系数
焊接接头系数Φ应根据焊接方法和受压元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例确定：a）双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：100%无损检测
局部无损检测
Φ=0.95；
b）单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：100%无损检测
局部无损检测
中=0.90；此内容来自标准下载网
Φ=0.80。
由于结构原因，焊接接头无法进行无损检测时，焊接接头应采用全焊透结构，其焊接接头系数般不大于0.6。
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