凝汽器标准ZBK54015应用

更新时间:2024-03-13 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:3563 浏览:11538

摘 要 :针对表面凝汽器发展状况和其设计、制造与一般管壳式热交换器之间的区别,浅析ZBK54015-88在凝汽器设计、选材、制造、安装时的具体应用.

关 键 词 :表面凝汽器 管壳式热交换器 ZBK54015

1. 背景

现时,国内以凝汽器为主体的标准主要有JB/T10085-1999(原ZBK54034-1990)《汽轮机凝汽器技术条件》(新报批稿更名为《汽轮机表面式凝汽器》)、ZBK54015-88《凝汽器加工装配技术条件》和JB/T3344-1993《凝汽器性能试验规程》;而在其它标准和规范的条款中也有涉及凝汽器的内容,如DL5190.3-2012《电力建设施工技术规范》等;另外也会参考热交换器相关标准,如GB151-1999《管壳式换热器》等.

为了适应行业发展和新要求和产出凝汽器企业自身的便利,相关企业会因应自身特点和市场范围对前述标准分析后建立企业内部标准,以利于技术汇总更新,实施相对稳定的生产组织形式,优化投入产出比.

限于篇幅,下文仅以ZBK54015内小量条文浅析.

2. ZBK54015浅析

2.1 原材料

条文(1.1):可参考JB/T10085-报批稿8.1.4和GB150.2-2011、GB151-1999 4.其中A类零件为管板、换热管、弹簧.

在ZBK54015编撰时期,换热管以铜合金为主,对应管板采用Q235、#20一类的碳钢板,在海水环境时也曾使用铜合金板;现在随着钛管和不锈钢管的普及使用,管板更多是采用以碳钢、低合金钢为基层的复合板.参考GB 50017-2003 3.3.2.和GB/T 3274-2007,出于提高承受荷载和焊接质量安全系数的考虑,管板已很少再用Q235AF和Q235A,而采用Q235B代替.参考GB150.2附录D D.1,其认为Q235B应用厚度≤30mm、温度20~300℃,而现时凝汽器管板厚度一般≥30mm、使用温度低于下限;参考GB151 5.6.2.3,其认为管板复合层厚度除考虑腐蚀要求外,与换热管和管板连接方式也有关系,胀接时复合层厚≥10mm,而现时凝汽器换热管连接不论采用胀接或焊接,管板复合层厚度3~5mm,两者存在差异.国外凝汽器管板常用SA516Gr70,也有1.4541+AT、1.0481+N等.

换热管占材料成本份额远高于其他零件,其材质和标准的选用以DL/T 712-2010要求作参考.铜合金管和钛管的应用已较为规范;GB/T 24590-2009《高效换热器用特型管》在凝汽器中应用尚未普及;而奥氏体不锈钢薄壁管应用很广,但尚存疑问:(1)硬度.参考国内外材料手册、JB4728-2000等资料,奥氏体不锈钢应HB120~190,而现时管标准GB/T 12771-2000、GB/T 14976-2002、GB 13296-2007、GB/T 24593-2009等皆参照AE材料篇采用HRB≤90(HB≤187),在使用时容易忽视硬度问题.不论采用胀接、焊接,换热管硬度过高都是不利于加工的;(2)化学成分.现已很少采用GB2270而用GB/T 20878-2007,但其与前述管标准、AE之间对同数字代号材料的成分划分是不一致的,如S31603的P和Ni;(3)外径和壁厚.前述管标准之间,对外径为16~22mm、壁厚0.5~1.0mm范围的尺寸允许公差是不相同的,以GB/T 24593要求较为严格.

2.2 零件加工

条文(2.1、2.2):其要求高于GB 150.4-2011 6.5.5.结合参考GB 50017 8.2.2做法,将壳体拼接焊缝相互错开距离提高至不少于200mm,将焊接长度超过400mm的加强肋与壳体板拼接焊缝避开距离增至不少于150mm,另增要求间断焊焊缝间断距离不大于100mm.

条文(2.4):实际制造时对管板间距离4~7m的极限尺寸下偏差也采用了-6mm.

条文(2.5):对7m以下外径18~22mm换热管的中间隔板中心孔抬高量取1.5/1000 ~ 2/1000,或每跨抬升量为1.5~2.0mm.其取值参考自GB 151 5.6.3.2孔桥取整的1/3倍、换热管安装前自重作用下形成的自然弯曲度和供货的弯曲度限制、管束振动计算资料对振幅极限值的观点,而如按DL5190.3-2012 8.2.2.5管孔中心允许偏差3mm的做法,为实现换热管安装位置抬升的意义,则跨间抬升量需确保≥3mm或偏差.

条文(2.16、2.17):原文主要针对铜合金管的应用,对不同材质换热管要求的管孔尺寸和公差并无细分,暂时也无更多资料分析说明此差异对换热管穿管、连接管板、管束振动的实际影响.可参考GB151 5.6.4和5.9.3.的I级管束及附录C对管孔要求,按实际情况适当修改使用,对钛管还需考虑其焊接要求,对不锈钢管在考虑实际使用时存在的问题后管板孔采用D+0.2、上公差取+0.15.


2.3 装配

条文(3.1):原文要求胀管长度不应小于16mm,而见JB/T 10085-报批稿 9.4.5.3是24mm.差别在于以往曾有厚20mm的管板,而参考GB151 5.6.2.1,外径25mm以下的换热管,管板最少厚度还不足20mm;而现随着管板长宽度增大和参考标准法兰厚度,管板厚度一般≥30mm.另外,为避免过胀,胀管长度一般不低于管板厚度减去5mm,与GB 151 5.8.2.3有略微差别.

条文(3.3):原文针对铜管,需突出管板外1~2mm,参考GB151 5.8.2.3和5.8.3.2比较,其突出量与胀接形式相差较远,与焊接形式较一致.参考DL5190.3 8.2.8至8.8.10,铜管突出量近似,钛管、不锈钢管突出量相差极大.对换热管提出突出管板量和翻边要求主要是为了较少接口压损、增强密封效果、满足胶球清洗和反冲洗,因而进出水两侧都需执行此条文,再参见DL/T 581-2010 A3.1.2,胶球清洗装置仅要求突出量≤2.5mm.因此JB/T10085-报批稿9.4.5.1能较为综合前述各标准要求.

3. 小结

对于标准的应用,除了需熟习规条和比较分析外,更需联系实际灵活合理利用.

4. 作者简介

李家耀,男,1985年生,广东广州人,助理工程师,从事凝汽器、换热器、焊接结构设计,工程管理.

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