1、1. 定義1.1 閉式給水換熱器閉式給水換熱器定義為是一種管殼式設(shè)備，加熱給水或冷凝流經(jīng)其殼側(cè)管子間的蒸汽或凝結(jié)水。閉式給水換熱器用于回?zé)嵴羝h(huán)系統(tǒng)以提高熱力回收。通過從汽輪機的不同點抽取蒸汽，而用鍋爐給水來冷凝該蒸汽。將給水逐級加熱，有助于避免對鍋爐的熱沖擊和減少燃料消耗，這就要求將給水轉(zhuǎn)換成蒸汽。由于在抽汽過程中失去的功從顯熱中導(dǎo)出，例如，無相變，絕大部分潛熱在給水加熱器中通過從蒸汽到水的相變獲得一個凈能量。沒有給水加熱器，潛熱就浪費掉了或拋入冷凝器或冷卻塔。因此，給水加熱器也有助于減少熱力污染。1.2 加熱器載荷給水加熱器載荷包括將凈熱傳遞給給水，表示為英熱單位/小時。1.3 設(shè)計最大

2、工作壓力用于確定容器結(jié)構(gòu)設(shè)計的管側(cè)和殼側(cè)的壓力。1.4 操作壓力殼側(cè)操作壓力是對設(shè)備進行熱力設(shè)計時的額定壓力。管側(cè)操作壓力是鍋爐給水泵或凝結(jié)泵的出口壓力。1.5 終端溫差（TTD）終端端差是進口蒸汽的飽和溫度與給水出口溫度之差值，此值可正可負。1.6 疏水冷卻段端差（DCA）疏水冷卻段端差是疏水離開加熱器殼側(cè)的溫度與進入加熱器管側(cè)的給水溫度之差值。1.7 對數(shù)平均溫差（LMTD）對數(shù)平均溫差是“初溫差與終溫差之差值”與“初溫差與終溫差之差值的自然對數(shù)”的比值。1.8 壓力降管側(cè)壓力降由通過管子的摩擦損失組成，包括管箱和彎角損失，不包括靜壓損失。1.9 傳熱系數(shù)加熱器每個區(qū)段的傳熱系數(shù)是從蒸汽到

3、給水或從凝結(jié)水到給水的平均傳熱率，表示為英熱單位/小時平方英尺-F。1.10 過熱蒸汽冷卻段（DSH）過熱蒸汽冷卻段將過熱抽汽的一部分顯熱傳遞給給水，使給水溫度得到提高。1.11 凝結(jié)段凝結(jié)段通過冷凝蒸汽來加熱給水。1.12 疏水冷卻段（DC）疏水冷卻段將離開凝結(jié)段的疏水的溫度降低到飽和溫度以下，其熱量傳遞給進入的給水。1.13 疏水進入給水加熱器的疏水定義為，由壓力較高級進入加熱器的任何液體或其他地方來的液體，與殼側(cè)的凝結(jié)水混合而成。1.14 總面積加熱器內(nèi)的管子外表面總面積包括：(a) 有效管子表面積；(b) 管板內(nèi)的管子表面積；(c) 被淹沒的表面積；(d) 無效表面積；1.15 有效面

4、積有效面積是總表面積的一部分，不包括：(a) 管板內(nèi)的管子表面積；(b) 凝結(jié)段中被淹沒的面積；和/或(c) 殼側(cè)中未暴露在流動的蒸汽或凝結(jié)水中的面積。1.16 整體防沖腔殼體在U形部分之外的加長部分，該處提供空間讓輸入的疏水傾瀉。2. 給水加熱器性能2.1 加熱器性能大家公認，給水加熱器不能完全預(yù)料諸多運行工況中的每一個工況，因此，加熱器按某一特殊工況設(shè)計，該工況稱為設(shè)計工況。加熱器設(shè)計性能表示加熱一定流量給水的能力，以終端溫差TTD和疏水冷卻段溫差DCA表示，如果能適用，應(yīng)提供如下參數(shù)：(a) 給水進口和出口溫度；(b) 疏水出口溫度；(c) 蒸汽壓力和焓；(d) 給水壓力降；(e) 第2

5、.6（c）節(jié)所指的殼側(cè)壓力降。在評價按本標(biāo)準(zhǔn)制造的閉式抽汽給水加熱器的性能時，應(yīng)遵照最新版本的ASME動力測試規(guī)范中針對給水加熱器PTC12.1的程序， 2.1.1 要求需方提供的最低限度的數(shù)據(jù)(a) 項目、加熱器或級數(shù)安裝：（臥式、倒立置式、正立置式）布置：（單流或多流）空間限制：（總長或加上抽芯所需空間的總長）(b) 管側(cè)給水流量 磅/小時給水終端溫差 F給水溫度進口 F給水焓進口 英熱單位/磅給水溫度出口 F給水焓出口 英熱單位/磅給水流速 在 F時最大 英尺/秒給水壓力降最大 帕斯卡給水連接尺寸內(nèi)徑 英尺操作壓力（絕壓） 帕斯卡設(shè)計壓力（表壓） 帕斯卡設(shè)計溫度 F最小設(shè)計金屬溫度 F(

6、c) 管子材料 (d) 殼側(cè)抽汽流量 磅/小時蒸汽壓力（絕壓） 帕斯卡蒸汽溫度總的 F蒸汽焓 英熱單位/磅飽和蒸汽溫度 F其他來源蒸汽 F來源 流量 磅/小時壓力（絕壓） 帕斯卡溫度總的 F焓總的 英熱單位/磅進入的疏水來源 流量 磅/小時溫度 F焓 英熱單位/磅注：若進入的疏水不止一個，應(yīng)分別列出每一個疏水來源。排出的疏水列出疏水將流向的下級蒸汽壓力（絕壓） 帕斯卡流量 磅/小時溫度 F焓 英熱單位/磅疏水冷卻段端差 F壓力降過熱蒸汽冷卻段最大 帕斯卡疏水冷卻段最大 帕斯卡設(shè)計壓力（表壓） 帕斯卡設(shè)計溫度 F最小設(shè)計金屬溫度 F(e) 超載或非正常工況列出會引起蒸汽、疏水或給水流量增加（見第

7、2.12節(jié)）的除設(shè)計工況之外的操作工況。應(yīng)提供如下數(shù)據(jù)：操作方式 給水進口溫度 F給水壓力（絕壓） 帕斯卡給水流量 磅/小時抽汽溫度 F抽汽焓 英熱單位/磅抽汽壓力（絕壓） 帕斯卡進入的疏水流量 磅/小時進入的疏水焓 英熱單位/磅超載工況下的壓力降：過熱段最大 帕斯卡疏冷段最大 帕斯卡管側(cè)最大 帕斯卡(f) 殼側(cè)安全閥出口連接端的最大背壓（表壓） 帕斯卡2.2 污垢阻力推薦管側(cè)表面污垢阻力為0.0002，并修正為外表面有效面積。在過熱段和疏冷段管子外表面還應(yīng)加上0.0003的附加污垢阻力。這些最小值適合于所有材料。2.3 終端溫差無過熱段的加熱器，建議其終端溫差不應(yīng)小于2F。2.4 疏水冷卻段

8、端差內(nèi)置式疏水冷卻段的性能，取決于諸多因素，如加熱器方位、給水溫升、疏水冷卻程度、疏水量和被冷卻的凝結(jié)水的再熱。經(jīng)驗告之，能保證的最接近的端差（疏水溫度給水進口溫度）是10F，設(shè)計加熱器時，建議端差不應(yīng)小于此值。要求疏水冷卻段端差較小時，應(yīng)采用外置式疏水冷卻器。2.5 管側(cè)流速正常滿負荷工況，在平均溫度（進口和出口溫度的算術(shù)平均值）時，管內(nèi)給水流速不得超過表的值。表 管側(cè)最大流速管子材料給水流速-Vt（英尺/秒）不銹鋼，70-30鎳銅10.0鎳銅（70-30，80-20，90-10）9.0海軍銅和紫銅8.5碳鋼8.0在60F時，對應(yīng)的給水溫度可由下列公式算出：V60F =VtV60F = 在6

9、0F時的給水溫度（英尺/秒）Vt = 在平均溫度（進口和出口溫度的算術(shù)平均值）的給水溫度（英尺/秒） t = 對正常滿負荷工況，在平均溫度時飽和水的比容（英尺3/磅）60F = 在60F時飽和水的比容（英尺3/磅）圖1 示出了比容和平均操作溫度之間的關(guān)系。插入 圖1圖 1 平均給水操作溫度F ，給水比容之比當(dāng)根據(jù)管子材料從表所選給水流速達到最大值時，在60F時的設(shè)計給水流速可直接從圖2中查得。插入圖2平均給水操作溫度F60F時設(shè)計給水流速圖 22.6 殼側(cè)壓降對于設(shè)計操作工況，加熱器殼側(cè)壓降應(yīng)受如下限制：(a) 總壓降不得超過加熱器級間壓差的30%。(b) 每一段的壓降不得超過5帕斯卡。(c)

10、 當(dāng)管路損失和靜壓頭在級間壓差中占很大份額時，用戶有必要指定一個比(a)和(b)更低的壓力損失。2.7 管側(cè)壓降下面一種方法，確定管側(cè)壓降的來源，包括水室進、出口接管（壓力損失計算了摩擦、接管、管子進口、出口和轉(zhuǎn)角處）。這種方法僅考慮管子伸出管板之外的U-形管（管子脹接或角焊縫焊接）布置和管子與管板邊緣小圓弧過渡、焊接連接的布置。由于許多標(biāo)準(zhǔn)都有各自的厚度公差標(biāo)準(zhǔn)，因此，在計算管側(cè)壓降時，本標(biāo)準(zhǔn)也提供了一種確定公稱內(nèi)徑的方法。這種方法僅適用于湍流摩擦系數(shù)的清潔、光滑管子。下述管側(cè)壓降計算方法，是提供給用戶/A&E在對其計劃購買的設(shè)備評估時，校核壓力損失一種簡便方法。應(yīng)該知道，應(yīng)根據(jù)計算厚度做最

11、終的熱力和液壓試驗計算。管子內(nèi)部：PT = 式中：=0.0014+0.125(RE)-32RE=接管損失：PNI = PNO = 接管入口、出口和轉(zhuǎn)角處的損失：PE = 定義：PT = 管子壓力損失，帕斯卡PNI = 水室進口管壓力損失，帕斯卡PNO = 水室出口管壓力損失，帕斯卡PE = 管子進口、出口和轉(zhuǎn)角處壓力損失，帕斯卡 = 給水流量，（磅/小時）L = 管子總長（英尺）At = 每程管子的流通面積（英寸2）d = 管子公稱內(nèi)徑（英寸）對于最小壁厚的管子：公稱內(nèi)徑=管子公稱外徑2（最小壁厚1/2壁厚偏差）對于平均壁厚的管子：公稱內(nèi)徑=管子公稱外徑2（平均壁厚）C = 在平均操作溫度下的

12、密度修正系數(shù)。（見圖 3 a）f = 摩擦系數(shù)AN = 給水接管面積（英寸2）注：錐形接管用平均面積。Kt = 由于管子布置引起的損失修正系數(shù)（見圖 3 b）N = 管程數(shù)RE = 雷諾數(shù) = 粘度（厘泊）注：所列常數(shù)包含5%的安全系數(shù)。插入圖3a平均給水操作溫度密度修正系數(shù)圖 3a2.8 接管尺寸本標(biāo)準(zhǔn)推薦管路尺寸以管子的內(nèi)直徑為基準(zhǔn)，因而在正常滿負荷運行工況下不應(yīng)超過下面所列速度。為滿足下表所列最大流速，如果加熱器的管路采用了標(biāo)準(zhǔn)變徑管，變徑管應(yīng)置于連接件距閉式給水加熱器外表面10倍于較大直徑的地方。對于給水進口接管，可采用一個7錐角的過渡短節(jié)，或者采用整體進口連接件代替變徑管。布管不當(dāng)，

13、會引起過度磨損，用戶在進行總體系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮這一情況。(a) 給水接管60F時，10英尺/秒（對于碳鋼管制的加熱器見3.6節(jié)）。(b) 凝結(jié)水疏水出口接管：被過度冷卻的疏水在操作溫度時，4英尺/秒飽和的疏水1） 加熱器內(nèi)水位受控制時在操作溫度時，4英尺/秒2） 加熱器內(nèi)水位不受控制時在操作溫度時，2英尺/秒(c) 疏水進口接管：1）擴容液體=4000G = 質(zhì)量流速，磅/秒英尺2= 混合物密度，磅/英尺3（實際工況下，）2）擴容器來的蒸汽=1000 (最大線速度150英尺/秒)G = 質(zhì)量流速，磅/秒英尺2= 蒸汽密度，磅/英尺33）擴容器來的液體在操作溫度時，4英尺/秒(d) 蒸汽進口接管

14、 英尺/秒2.9 蒸汽接管位置和蒸汽分配拱形區(qū)純凝結(jié)式加熱器同二段式（有內(nèi)置式疏水冷卻段）加熱器的直徑，很大程度上取決于蒸汽接管的位置和殼體內(nèi)蒸汽分布拱形區(qū)的組合尺寸。在最大流量工況時，沿加熱器軸向方向的最大流速不應(yīng)大于2.8（d）條給定的蒸汽進口接管的流速。拱形區(qū)被定義為：接管在殼體內(nèi)部的連接點與進汽沖擊板之間的錐形弓形區(qū)。蒸汽離開拱形區(qū)的流速應(yīng)不大于拱形區(qū)的流速，但不管怎樣，接管焊接點與進汽沖擊板之間的距離不得小于1/4倍接管內(nèi)直徑。接管下方應(yīng)設(shè)置一塊沖擊板，管束上防沖板的尺寸，自接管與殼體內(nèi)相接處的發(fā)散角最小應(yīng)為45。2.9.1 單接管加熱器蒸汽接管應(yīng)位于管束熱力中心線上。熱力中心線是在

15、沿管束兩個方向蒸汽流量（或負載）相等的點上。如圖4所示，來自接管的蒸汽分成兩路，可使每個拱形區(qū)面積只占接管截面的1/2，殼體直徑最小。蒸汽接管位于其他地方，均需增加殼體的直徑。2.9.2 多接管加熱器接管沿加熱器長度方向分布的理想位置，是在接管向管束段提供蒸汽的各自熱力中心線上。這在實際操作中往往達不到，因而就需要加大殼體直徑。為防進入管束的阻力過大，接管間的距離不得小于圖5中給定的最小尺寸。若接管靠得過近，應(yīng)考慮接管偏置，這樣就使得沿殼體長度方向上的防沖板相互錯開了。2.10 疏水接管無疏水冷卻段的加熱器，其疏水出口接管的位置應(yīng)按分兩路進入接管的原則設(shè)置。確定流動中心線，應(yīng)考慮疏水進入加熱器

16、的位置和流速，以及流出管束的凝結(jié)水的不均勻分布。如果疏水接管不在流動中心線上，應(yīng)相應(yīng)增加疏水面積，以使疏水區(qū)域內(nèi)任一點的流速不超過疏水接管內(nèi)的流速。2.11 給水加熱器的控制2.11.1 總的控制要求應(yīng)認真考慮連接液位控制器和玻璃液位計之間的平衡管的位置，以免出現(xiàn)假水位。由于涉及到給水加熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在與制造廠協(xié)商之前不應(yīng)作變更。對臥式加熱器，平衡連接管必須位于或近似地位于同一垂直平面內(nèi)，這就不會產(chǎn)生壓差。設(shè)有內(nèi)置式疏水冷卻段的加熱器，在疏水冷卻段進口或附近必須設(shè)有液位控制器平衡連接管。對立式加熱器，液位控制器平衡連接管必須橫跨控制液位線。允許的液位上升量取決于加熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。制造廠應(yīng)在其圖

17、上注明不會嚴重影響加熱器性能的凝結(jié)水位的最大上升量。用戶在安裝高水位報警器時，應(yīng)按這些資料的指導(dǎo)。即便是幾臺加熱器并聯(lián)運行，每個加熱器也應(yīng)單獨設(shè)有液位控制器。所選液位控制器必須是，在穩(wěn)定工況下能夠維持加熱器內(nèi)的凝結(jié)水位，使水位在制造廠標(biāo)明的水位正或負限度范圍內(nèi)。對于玻璃管水位計、水位控制和水位報警器應(yīng)考慮單獨的平衡連接管。單獨連接的控制器和報警器，可確保在一條管路被堵塞時，至少還有一組在運行。當(dāng)布置要求單套平衡連接管時，應(yīng)作確保管路內(nèi)無沉積物的防備。2.11.2 立式加熱器的容積要求為使立式給水加熱器（特指倒置式設(shè)計）的正常運行，水位必須得到準(zhǔn)確控制。依次控制加熱器調(diào)節(jié)閥的水位控制器，通過加熱

18、器內(nèi)置（或外置）的凝結(jié)水儲罐里的水位變更而被激活。加熱器內(nèi)凝結(jié)水凈控有效容積取決于加熱器的特定設(shè)計型式。例如，在殼體直徑相同時，二段式加熱器（凝結(jié)段和疏水冷卻段）就比三段式加熱器（增加了過熱蒸汽冷卻段）有更大的凝結(jié)水空間。控制范圍內(nèi)的有效容積，由總?cè)莘e減去該范圍內(nèi)的管子容積來確定。為了避免加大加熱器直徑，又要獲得想要的控制容積，可采用外置式儲罐。由于每英尺的水位（見下列公式）是僅由加熱器的直徑?jīng)Q定而不是總長，采用外置式儲罐是可能的。提供所需加熱器容積和控制系統(tǒng)的目的，是為了確保加熱器在設(shè)計控制范圍內(nèi)正常運行，整個系統(tǒng)中涉及到的所有系數(shù)均應(yīng)相互協(xié)調(diào)。下面描述了變量之間的關(guān)系：C=K = 均衡水位

19、控制器的比例常數(shù)。C = 所需容量（加侖/英寸）。它是在控制區(qū)段內(nèi)，每英寸深的凝結(jié)水容積。T = 通過量（加侖/分鐘）。它是流出加熱器的殼側(cè)流量。P.K. = 比例帶設(shè)定值（%）。比例帶越小，水位控制器就越準(zhǔn)確，但這樣會增加加熱器的容積。為確定加熱器的水位，應(yīng)具備一定尺寸。高水位和低水位與正常水位之間通常為2英寸。這就對容量提供了有效容積。若設(shè)有過熱蒸汽冷卻段，最高水位到過熱蒸汽冷卻段的距離至少應(yīng)為12英寸。類似地，低水位應(yīng)高出疏水冷卻段進口幾英寸。2.12 超載和非正常操作方式當(dāng)一只加熱器或加熱器組在超過設(shè)計工況水位運行時，可能會使流率增加到一定水位，引起操作系統(tǒng)產(chǎn)生故障或遭到破壞。下列是三

20、種在超載和非正常操作工況可能會出現(xiàn)的情況：(a) 雙倍的凝結(jié)水量或給水流量，會引起兩倍蒸汽被抽取。(b) 給水流經(jīng)單只加熱器或加熱器組的旁路，會引起給水以較低的溫度進入下一級。(c) 汽輪發(fā)電機超載運行時，會增加殼側(cè)和管側(cè)的流量。當(dāng)上述工況能夠預(yù)料時，應(yīng)認真考慮和詳細說明對每個加熱器的影響，以便恰當(dāng)?shù)貙訜崞鬟M行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計（見2.1.1e節(jié)）。如果超過設(shè)計限定時，加熱器內(nèi)部的金屬會出現(xiàn)損耗和斷裂。目前，還沒有可利用的方法來確定在超載或非正常工況下?lián)p耗與時間長短的關(guān)系。對加熱器不正常工作時，參看附錄B5。2.13 排汽管線每臺給水加熱器連續(xù)排汽系統(tǒng)應(yīng)盡可能單獨地排向冷凝器或除氧器。不推薦歧管裝

21、置和串聯(lián)連接排汽。排汽系統(tǒng)應(yīng)大小適中，以排除不凝性氣體。排汽系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用最直接方式，消除可能會阻礙凝結(jié)的任何環(huán)狀密封。連續(xù)排汽系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)單獨設(shè)置，以減小內(nèi)部凝結(jié)水集結(jié)。殼側(cè)啟動排汽不應(yīng)該接入連續(xù)排汽系統(tǒng)，除非設(shè)計時考慮了這種運行工況。根據(jù)排汽壓力，可直接排入冷凝器或排向大氣。管側(cè)啟動排汽不應(yīng)該接入連續(xù)排汽或者殼側(cè)啟動排汽系統(tǒng)，除非設(shè)計時考慮了這種運行工況。除了在核能裝置中，輻射潛能指令將這些啟動流體直接引入冷凝器或其他特定的排氣系統(tǒng)，管側(cè)啟動排汽可排向大氣。應(yīng)采取措施，最小排掉進入加熱器的蒸汽的0.5%。2.14 除氧器中的含氧量在某一特定工況下，并對系統(tǒng)考慮了特殊設(shè)計，對閉式除氧給水加熱器

22、的最大含氧量就可得到保證（疏水離開加熱器）。離開加熱器的最大含氧量受幾個變量的作用，應(yīng)根據(jù)不同情況確定。適用的參數(shù)是：抽汽中的含氧量、進入加熱器的疏水含氧量和運行工況（例如，加熱器的溫度和壓力，氣體的溶解度正比于液體上方的氣體分壓亨利定律）。考慮到排汽，離開加熱器的疏水保證的含氧量，應(yīng)當(dāng)由制造廠和購買商取得一致。但是，推薦的保證的含氧量不得低于70PPB。含氧量的測定應(yīng)按照HEI標(biāo)準(zhǔn)“溶氧量的測定方法和步驟”。正如上面指出，為保證輸出加熱器的疏水的含氧量，購買商應(yīng)作如下說明：(a) 抽汽中的含氧量。(b) 進入加熱器的疏水的含氧量。(c) 其它來源的蒸汽中的含氧量。為了保證制造廠承諾的輸出加熱

23、器的疏水含氧量，由購買商規(guī)定的進入加熱器的疏水含氧量不應(yīng)該被超過。在不能提供對含氧量的專門數(shù)據(jù)時，特定含氧量應(yīng)基于通過稀釋方法的計算。為在除氧閉式給水加熱器獲得要求的含氧量，制造廠應(yīng)對整個系統(tǒng)的內(nèi)件和排汽裝置作特殊設(shè)計。特殊設(shè)計應(yīng)由制造廠負責(zé)。購買商應(yīng)該知道，對未除氧的加熱器來說，排汽系統(tǒng)流量的變化大小，也許會超過的正常要求。3機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3.1 規(guī)范要求所有給水加熱器的設(shè)計和制造應(yīng)當(dāng)符合ASME的鍋爐和壓力容器規(guī)范，第篇第一分冊，包括合適的增補和特例處理。該規(guī)范以下簡稱ASME規(guī)范所有設(shè)備均應(yīng)打上ASME規(guī)范標(biāo)志。其它可用的標(biāo)準(zhǔn)引起的變化應(yīng)由購買商加以說明。3.1.1 腐蝕裕量根據(jù)下表提供腐

24、蝕裕量：受壓件厚度 腐蝕裕量 0.25 按ASME規(guī)范UG-25節(jié)0.25 0.0管 子 0.0 任何超過上述值的腐蝕裕量，當(dāng)購買商要求時，均應(yīng)提供。3.2 設(shè)計壓力購買商應(yīng)指定殼側(cè)和管側(cè)的設(shè)計壓力。另外，如果加熱器殼側(cè)在任何工況下會出現(xiàn)真空，購買商也應(yīng)該說明。3.3 設(shè)計溫度購買商應(yīng)指定殼側(cè)和管側(cè)的設(shè)計溫度。建議設(shè)計溫度按下述確定：(a) 殼側(cè)在莫爾圖上找到正常運行工況下的溫度和壓力，沿等熵線找到最高工作壓力。讀出該點的溫度，并將其圓整到高10F的溫度。對有過熱蒸汽冷卻段的加熱器，只有殼體包殼需要按此溫度設(shè)計。對此種加熱器，其殼側(cè)圓筒的設(shè)計溫度至少應(yīng)等于設(shè)計壓力下的飽和溫度。(b) 管側(cè)最大

25、設(shè)計溫度應(yīng)該是殼側(cè)設(shè)計壓力下的對應(yīng)的飽和蒸汽溫度。對設(shè)有過熱蒸汽冷卻段的，過熱蒸汽冷卻段內(nèi)的管子直段的溫度應(yīng)考慮比殼側(cè)設(shè)計壓力對應(yīng)的飽和蒸汽溫度高35F。(c) ASME規(guī)范第篇第一分冊UG-20節(jié)要求購買商明確殼側(cè)和管側(cè)的最小金屬溫度（F）。3.4 水壓試驗水壓試驗壓力應(yīng)按ASME規(guī)范第篇第一分冊UG-99節(jié)。試驗溫度應(yīng)按ASME規(guī)范所推薦的確定。3.5 無塑性轉(zhuǎn)變溫度推薦用于鍛制碳鋼管箱和高壓加熱器管板的所有材料，至少應(yīng)以平均15英尺磅作三次夏比V形缺口。在最大試驗溫度40F下，每次試驗至少12英尺磅。3.6 管子加熱器管子的使用壽命通常受到工作條件的影響，諸如，水的化學(xué)特性、運行溫度和流

26、體流速，同樣受到長期或短期停運的影響。購買商在選擇管子材料時必須考慮這些因素。對碳鋼管制給水加熱器，接管、管子流速、管箱布置以及上述因素可能導(dǎo)致進口處金屬的損耗。3.6.1 管子金屬溫度推薦最大管子金屬溫度不應(yīng)超過表所列。表 管子材料的最大金屬溫度材 料 溫 度F砷 銅 400海軍黃銅 45090-10銅鎳 60080-20銅鎳 70070-30銅鎳（退火） 70070-30鎳銅（消除應(yīng)力） 80070-30鎳銅（退火） 90070-30鎳銅（消除應(yīng)力） 800碳 鋼 800不銹鋼 800 3.6.2 管接頭溫度對于管子與鋼管板之間僅采用脹接連接的，推薦連接處管子材料最高溫度見表。為此，在特定

27、工況下，將給水出口溫度視為管子接合處的溫度。當(dāng)溫度在表的值和表給定的最大金屬溫度之間變動時，應(yīng)采用焊接連接。表 脹接連接接頭的最大溫度材 料 溫 度F砷 銅 350海軍黃銅 35090-10銅鎳 40080-20銅鎳 45070-30銅鎳（退火） 50070-30鎳銅（消除應(yīng)力） 50070-30鎳銅（退火） 55070-30鎳銅（消除應(yīng)力） 550碳 鋼 650不銹鋼 500 3.6.3 管壁厚度限制當(dāng)滿足壓力所需計算厚度考慮了厚度的正負偏差，對平均壁厚的管子，以平均或最小管子壁厚提供是同樣可以接受的。表 管子最小設(shè)計厚度 銅和銅合金 0.049平均厚度 鎳合金 0.049平均厚度不銹鋼（U

28、形管） 0.035平均厚度不銹鋼（直管） 0.028平均厚度碳鋼 0.050平均厚度從設(shè)計上講，管子厚度不應(yīng)小于表所列厚度。3.6.4 管子長度不推薦采用管子環(huán)焊縫來增加管子長度。3.6.5 U形管U形部位最小彎曲半徑應(yīng)為管子直徑的1.5倍。在彎制前，應(yīng)用下列公式計算管子需要的厚度。t=t = 彎制前管子壁厚，英寸d = 管子外徑，英寸P = 設(shè)計壓力，帕斯卡（表壓）R = 管子中心線的彎曲半徑，英寸S = 由3.3（b）確定的對應(yīng)于設(shè)計溫度下的許用設(shè)計應(yīng)力，帕斯卡3.6.6 消除應(yīng)力的U形彎頭彎制U形彎頭的冷加工，對某些材料和環(huán)境，可導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的敏感性。購買商應(yīng)明確U形彎頭是否需要消除

29、應(yīng)力。3.6.7 管塞當(dāng)組裝好的管系在按標(biāo)準(zhǔn)進行水壓試驗時，管子偶而會出現(xiàn)失效。失效的管子所處位置是既無法夠到也無法更換，可用合適的永久性地將其堵上，并告之購買商。3.7 管束管束中的隔板和支撐板應(yīng)用拉桿和定距管或相似結(jié)構(gòu)牢固地固定到位。管束應(yīng)能從殼體中取出或殼體從管束外取出。直管/固定管板式加熱器免作取出要求。3.7.1 管子布置推薦管子采用三角形排列布置。管子間最小中心距應(yīng)等于管子直徑加3/16英寸或1.25倍管子公稱外徑，取二者中的較大者。3.7.2 隔板和支持板3.7.2.1 管孔除疏水冷卻段的隔板孔比管子公稱外徑大1/32英寸外，隔板孔和管子支撐板孔應(yīng)比管子公稱外徑大1/64英寸。去

30、除所有毛刺，以防損傷管子。3.7.2.2 間距和管子振動管子支撐板的間距的設(shè)計是一個復(fù)雜的問題，HEI對此作了深入的研究。但是，由于管子振動受許多因素影響，包括但不限于此：（a）流體進口處幾何形狀；（b）流體出口處結(jié)構(gòu)；（c）受隔板結(jié)構(gòu)影響，橫流和縱向流元件（如弓形或其它不同型式），還不可能對所有特殊設(shè)計建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來計算支撐間距。推薦的基本準(zhǔn)則是按流體彈性方法，由H.J. Connors, Jr. 主編(ASME, Dec.1970 pp. 42-56)。同樣，對液液熱交換段，如內(nèi)置或外置式疏水冷卻段，渦旋脫落準(zhǔn)則可作為二次校核。針對單個設(shè)計結(jié)構(gòu)，每個制造廠有必要通過試驗、經(jīng)驗或分析方法建立

31、必需的數(shù)據(jù)。作為一個最低要求，隔板和支撐板應(yīng)當(dāng)分隔開，使未被支撐的管子直段距離：對管外徑為5/8英寸不大于48英寸；對管外徑為3/4英寸不大于54英寸；對管外徑為7/8英寸不大于57英寸；管外徑為1英寸不大于60英寸。凝結(jié)段中所有U形管彎頭，未被支撐點到切點的距離不超過8英寸。上述這些最大無支撐的長度僅僅對管束的機械支撐作了規(guī)定。3.7.2.3 U形管支撐凡是彎頭直徑加2倍切點與最后一塊支撐板間距的值大于3.7.2.2節(jié)的給定時，這些彎頭應(yīng)有另外的裝置來支撐。3.7.2.4 厚度過熱蒸汽冷卻段和凝結(jié)段的支撐板和隔板的最小厚度，當(dāng)殼體直徑小于等于18英寸時，3/8英寸；大于18英寸時，5/8英寸

32、。所有加熱器的疏水冷卻段之隔板的最小厚度，當(dāng)隔板間距小于18英寸時，1/4英寸；當(dāng)隔板間距大于等于18英寸時，3/8英寸。3.7.2.5 疏水冷卻段端蓋板臥式容器中的疏水冷卻段的封板應(yīng)設(shè)計成能防止凝結(jié)段中的蒸汽泄漏到疏水冷卻段。因此，規(guī)定了緊密的管孔間距和適宜的封板厚度，為保證滿足后者，封板管孔，除了上偏差，應(yīng)與表中用于管板的規(guī)定相同。另外，封板厚度應(yīng)不小于2英寸。3.7.2.6 護罩和縱向折流板護罩和縱向折流板的最小厚度應(yīng)為1/4英寸。3.7.2.7 防沖擋板給水加熱器的管束設(shè)計時應(yīng)避免進入殼側(cè)的流體直接沖刷管子，在每個殼側(cè)進口處應(yīng)設(shè)置不銹鋼防沖擋板。接管和防沖擋板間的流通面積應(yīng)不小于接管截

33、面積（間2.9節(jié)）。分布流體進入管束的通道應(yīng)設(shè)計成能減少對管子的振動。3.8 管板 對抗彎和抗剪的管板厚度可通過下式進行計算。取Tb和Ts中的較大值。根據(jù)要求加上腐蝕裕量。管板厚度推薦為不小于1英寸。Tb=式中：Tb = 管板厚度（受彎），從隔板槽的底部量起，英寸G = 當(dāng)管板與水室是整體時的水室內(nèi)直徑，英寸P = 設(shè)計壓力，帕斯卡（表壓）S = 在設(shè)計金屬溫度下管板材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉許用應(yīng)力，帕斯卡F = 設(shè)計系數(shù)。自3.8.1節(jié)查F值。： 對正方形或轉(zhuǎn)正方形管子布置型式 對正三角形或轉(zhuǎn)正三角形管子布置型式Ts = 式中：Ts = 管板有效厚度，（抗剪切）英寸DL = = 管子中心極限周長的當(dāng)量

34、直徑，英寸C =周長，分段測得的最外圈管子中心距之和，英寸。圖6示出了典型的正三角形和正方形管子布置型式。圖6 “C”（周長）是粗實線的長度A = 被周長C包容的總面積，平方英寸P =設(shè)計壓力，帕斯卡（表壓）S = 在設(shè)計金屬溫度下管板材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉許用應(yīng)力，帕斯卡do = 管子外徑，英寸節(jié)距= 管子中心距，英寸注：當(dāng)時，不校核剪力。3.8.1 設(shè)計系數(shù)對無支撐管板（例如U型管板），兩邊墊片密封，F(xiàn)=1.25。對有支撐管板（例如固定管板和浮頭管板），兩邊墊片密封，F(xiàn)=1.0。對無支撐管板（例如U型管板），一側(cè)或兩側(cè)整體的F值應(yīng)為按圖6.1中曲線U確定的值。對有支撐管板（例如固定管板和浮頭管板）

35、，一側(cè)或兩側(cè)整體的F值應(yīng)為按圖6.1中曲線H確定的值。注：如果管板與殼側(cè)和管側(cè)均為整體連接，厚度和內(nèi)徑是根據(jù)產(chǎn)生較小F值的一側(cè)確定。3.8.2 管板拐角半徑制造廠通過經(jīng)驗均建立了拐角半徑系列，這些半徑系列在大多數(shù)情況下是合適的。整體管板具有比制造廠標(biāo)準(zhǔn)還要大的拐角半徑，有時是確當(dāng)?shù)?。影響該區(qū)域不連續(xù)應(yīng)力的變量如此之多，以至于不允許使用經(jīng)驗公式。建議按2.1.1節(jié)推薦提供的數(shù)據(jù)一樣，對最小半徑還應(yīng)作出規(guī)定。另外，對期望的運行工況，包括期望的循環(huán)次數(shù)，例如冷啟動次數(shù)、熱啟動次數(shù)、載荷截斷次數(shù)等等，溫度和壓力范圍，象變換期望的頻率一樣，應(yīng)在用戶的技術(shù)要求書中作出規(guī)定。制造廠就可以對期望的運行記錄作出

36、評價，確定較大的拐角半徑對特定工況是否合理。3.8.3 管孔直徑和公差管板的管孔應(yīng)按表中的尺寸和公差加工；96%的管孔不應(yīng)超出標(biāo)準(zhǔn)上偏差。管孔應(yīng)光滑、去除毛刺，以保護管子。表 管板管孔直徑和公差管子公稱外徑英寸管孔直徑和下偏差上偏差標(biāo)準(zhǔn)配合緊配合公稱直徑下偏差公稱直徑下偏差標(biāo)準(zhǔn)最大5/80.6350.0040.6330.0020.0020.0103/40.7600.0040.7580.0020.0020.0107/80.8850.0040.8830.0020.0020.01011.0120.0041.0100.0020.0020.010注： 1）管子受到冷作硬化時，推薦特別的緊配合。2）絕不允

37、許管板管孔減去最大管子外徑的值小于0.002英寸。3.8.4 孔橋?qū)挾群凸畋砹谐隽藢?yīng)于給定的管孔節(jié)距的公稱孔橋?qū)挾?、最小?biāo)準(zhǔn)孔橋和最小允許孔橋。96%的孔橋必須至少等于標(biāo)準(zhǔn)孔橋值，余下的必須至少等于最小允許的孔橋?qū)挾戎?。?管板鉆孔公差管子公稱外徑英寸管子公稱節(jié)距英寸管孔直徑標(biāo)準(zhǔn)配合孔橋?qū)挾扔⒋缱钚?biāo)準(zhǔn)孔橋?qū)挾?英寸最小允許孔橋?qū)挾扔⒋绻馨搴穸?英寸34565/813/160.6350.1780.1330.1280.1220.1170.09027/320.2090.1640.1590.1530.1480.1057/80.2400.1950.1900.1840.1790.1203/415/1

38、60.7600.1780.1350.1310.1260.1220.09031/320.2090.1660.1620.1570.1530.10510.2400.1970.1930.1890.1840.1201+1/160.3030.2590.2550.2510.2470.1501+1/80.3650.3220.3180.3140.3090.1857/81+3/320.8850.2090.1680.1640.1600.1570.1051+1/80.2400.1990.1950.1920.1880.1201+3/160.3030.2610.2570.2540.2500.1501+1/40.3650.

39、3240.3200.3170.3130.18511+1/41.0120.2380.1980.1950.1920.1890.1201+5/160.3010.2600.2570.2540.2510.1501+3/80.3630.3230.3200.3170.3140.185上表所列最小標(biāo)準(zhǔn)孔橋是基于孔橋公差不超過2倍鉆孔偏差加0.030。鉆孔偏差=0.0016對應(yīng)管子直徑的管板厚度，英寸。注： 1.中間管板厚度時采用內(nèi)插法。3. 對管板厚度超過6時，最小標(biāo)準(zhǔn)孔橋通過表下方的方法進行計算。4. 對管板厚度小于3時，按3的值。3.9 管箱蓋板(a). 有分室密封蓋板當(dāng)采用圖16所示結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分程隔板

40、與水室不是采用墊片連接，應(yīng)用ASME規(guī)范的近似公式來計算水室平蓋板的有效厚度。(b). 無分室密封蓋板當(dāng)采用圖17所示結(jié)構(gòu)，平蓋板的有效厚度應(yīng)為：分程隔板槽底部（如果無分程隔板槽，應(yīng)為表面）處的厚度減去腐蝕裕量與分程隔板槽深度之較大者。該厚度至少應(yīng)為ASME規(guī)范經(jīng)驗公式要求的厚度，而且，如果要求滿足合適的撓度準(zhǔn)則，平蓋板的厚度就應(yīng)該更厚。對水室蓋板撓度極限為：公稱直徑小于等于24的，為0.03。公稱直徑大于24的，為0.125%倍的公稱直徑（即公稱直徑/800）。計算水室蓋板撓度公式：式中：Y = 水室蓋板中心處的撓度，英寸G = 規(guī)范規(guī)定的墊片載荷作用直徑，英寸E = 設(shè)計溫度下的彈性模量，

41、帕斯卡T = 假定厚度，英寸P = 設(shè)計壓力，帕斯卡SB = 設(shè)計溫度下螺栓的許用應(yīng)力，帕斯卡AB =實際的栓根部橫截總面積，平方英寸hg = 直徑G到螺栓圓的徑向距離，英寸如果計算得的撓度大于推薦極限時，可通過如下措施減少撓度：計算撓度與推薦極限的比值開立方根來增加水室蓋板的厚度；采用強固的背面；改變結(jié)構(gòu)型式。3.10 加熱器支座加熱器應(yīng)設(shè)有兩個或兩個以上的支座。支座應(yīng)適當(dāng)，能承受加熱器滿水載荷。臥式加熱器的支座高度應(yīng)比接管外伸長度大，以免接管受到支座的影響。制造廠應(yīng)提供滿水狀況下作用在建筑物支撐件上的靜作用力大小。此數(shù)據(jù)僅僅基于加熱器的重量，在外形圖上表示。除了靜載荷外，電廠設(shè)計者必須考慮

42、管路系統(tǒng)的影響。當(dāng)這些作用力聯(lián)合作用于加熱器支座時，傳遞給建筑物支撐結(jié)構(gòu)上的載荷就會自然增加。3.11 冷凝器安裝當(dāng)給水加熱器設(shè)計成安裝在冷凝器喉部時，密封加熱器和冷凝器的固定封板應(yīng)散件運輸，在加熱器就位后，由安裝工現(xiàn)場組焊。對加熱器和冷凝器喉部之間的膨脹差，應(yīng)由制造廠提供預(yù)防措施。位于冷凝器喉部的給水加熱器的保溫附件和護罩，應(yīng)由制造廠配備。加熱器抽汽管路和支座的位置應(yīng)得到制造廠的認可（見2.9節(jié)）。3.12 焊接連接結(jié)構(gòu)凡要求焊接連接的接頭（殼體、水室、管端），應(yīng)由制造廠確定結(jié)構(gòu)詳圖和工藝。在采用焊接連接時，預(yù)先應(yīng)考慮設(shè)計特征、材質(zhì)和維修的方便。3.13 連接管長度法蘭連接和焊接連接的接管外

43、伸長度應(yīng)在6到8英寸之間。3.14 接管荷載確定接管可承受的載荷是一個復(fù)雜的問題，涉及到作用在容器壁上的外力和力矩的作用。這些載荷對接管的強度設(shè)計和熱力設(shè)計起作用。管路設(shè)計者通常需要接管的允許載荷，以便確定管路布置和計算實際載荷。下面的方法可用來估算圓形殼體上的接管載荷。（該方法部分依據(jù)焊接研究協(xié)會107號(the Welding Research Council Bulletin 107)上的設(shè)計數(shù)據(jù)。）允許的載荷已被線性化，表明了最大允許的外部徑向載荷和最大允許附加的矢量力矩之間的相互作用關(guān)系。該方法是WRC107的一種簡化方法，提醒使用本標(biāo)準(zhǔn)涉及到的方法的用戶，應(yīng)進行更仔細的分析，以核驗

44、最終設(shè)計的正確性。在研發(fā)該方法所考慮的應(yīng)力定義為二次應(yīng)力，根據(jù)定義建立了應(yīng)力約束條件。盡管內(nèi)壓力已包含于組合應(yīng)力，接管推力的影響未包括進去，就要求同其它徑向載荷一起合成。載荷超出本方法的計算所得時，通常要求另行補強。提醒使用者，當(dāng)通過修改設(shè)計而獲得較大的允許載荷時，可能需要加強其它部件，如支座、支撐結(jié)構(gòu)和樓板。使用者應(yīng)該懂得，加熱器不能作為管路的支撐點。圓形容器上接管外力和力矩的計算方法3.14.1 符號P = 設(shè)計壓力，帕斯卡（表壓）ro = 接管外半徑，英寸Rm = 殼體平均半徑，英寸T = 殼體厚度，英寸Sy = 設(shè)計溫度下材料屈服強度，帕斯卡 = 設(shè)計壓力產(chǎn)生的應(yīng)力，帕斯卡Sa = A

45、SME第八篇，第一分冊規(guī)范的許用應(yīng)力，帕斯卡 = 無因次數(shù) = 無因次數(shù) = 無因次數(shù) = 無因次數(shù) = 無因次數(shù)FRRF = 最大徑向合力，磅*MRCM = 最大周向合力矩，英寸磅*MRLM = 最大軸向合力矩，英寸磅*FRF = 最大合力，磅*MRM = 最大合力矩，英寸磅*使用絕對值。3.14.2 外力和力矩為計算最大外力和力矩，首先計算和。然后根據(jù)和從圖8、9、10中查取、和，分別代入下面方程計算FRRF 、MRCM 和MRLM。= =從圖8、9、10中查取、和。計算設(shè)計壓力產(chǎn)生的應(yīng)力。=如果比Sa大，用Sa作為設(shè)計壓力引起的應(yīng)力：FRRF = MRCM = MRLM =把FRRF 的

46、值作為FRF，把MRCM 和MRLM中的較小者作為MRM作圖。接管許用載荷就限定在FRF、0和MRM確定的區(qū)域。3.14.3 例題確定合力和合力矩：Rm = 37.5英寸 Sy = 31500帕斯卡，460 ro = 15英寸 Sa = 17500帕斯卡T = 0.75英寸 P = 150帕斯卡（表壓）= =從圖8中查得，= 440；從圖9中查得，=1070；從圖10中查得，=340計算設(shè)計壓力產(chǎn)生的應(yīng)力：=Sa=17500帕斯卡用=14850帕斯卡代入方程計算FRRF和MRLM。計算許用力和力矩：FRRF =磅MRCM =英寸磅MRLM =英寸磅把FRRF 的值作為FRF，把MRCM 和MR

47、LM中的較小者作為MRM作圖。接管許用載荷就限定在FRF、0和MRM確定的區(qū)域。因此，接管在受到F=20000磅的力和M=英寸磅的力矩作用時，是允許的（A點）， 但在受到F=5000磅的力和M=英寸磅*的力矩作用時，是不允許的（B點）。*注：在圖中使用絕對值。3.15 公差在圖11和圖11a中表明了接管管端坡口和接管支撐位置公差。焊接接管的平均內(nèi)直徑機加工后應(yīng)測量，但應(yīng)在安裝在容器上之前。4 材料設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)4.1 材料受壓元件用材料應(yīng)符合ASME材料標(biāo)準(zhǔn)，所用材料應(yīng)力值應(yīng)是ASME規(guī)范允許的。下面材料是典型的，僅作參考。關(guān)于材料性能的信息，參看附錄B3。4.2 質(zhì)量所有規(guī)定的材料應(yīng)視為是該種材料的最低質(zhì)量，但是，標(biāo)準(zhǔn)并不排除使用質(zhì)量相同或較高的材料。4.3 技術(shù)條件(a)殼體和殼體蓋子1） 管子碳鋼ASME SA106ASME SA53，A級或B級（最高含碳量0.35%），無縫合金鋼ASME SA335，P1級、P2級、P11級或P12級2） 板碳鋼ASME SA285，C級AS