浮动管板式浮头式换热器管板结构型式详解

浮动管板式换热器总体结构的示意见图8-7。由两块结构略有差别的管板组成，所以各国标准对两块管板都分别按管板和壳体或管箱的连接方式以及管板的延伸部分是否兼作法兰划分型式。

图8-7 浮动管板式（浮头式）换热器总体结构示意图

1.GB 151管板的结构型式及其简要分析

由于浮头式换热器有两块管板，所以应对固定端和浮动端管板加以区分。GB 151所指的管板型式仅针对固定端管板。在浮动端，仅区分如图8-7所示的浮头式（以符号S表示）以及图8-8所示的外部填料函密封式（以符号P表示）和内部填料函密封式（以符号W表示）。

固定端管板仅指图8-2中的a型一种，而且两侧的垫片压紧力作用中心圆直径相同，都为D_G，且在整个强度计算中都未用到管箱或壳体圆筒直径，所以并无管箱或壳体直径的表示。但指出，对按图8-2中b、c、d型的管板，可按JB 4732附录I计算。

2.ASMEⅧ-1管板的结构型式及其简要分析

和GB 151相似，ASMEⅧ-1对浮动管板式换热器也分为三种结构，见图8-9，其中a是带有浸入式浮头的结构，b是带有外部密封式浮头的结构，c是带有内部密封式浮头的结构。在确定管板计算中的有效压力P_e时，各采用不同的公式。

由于浮头式换热器有两块管板，所以应对固定端和浮动端管板加以区分。

对固定端，和U形管式换热器管板的图8-3完全相同，也分为a～f 6种型式，见图8-10。

对浮动端，共划成A、B、C、D四种型式，见图8-11。其中

图8-8 GB 151浮动端管板的外部及内部填料函密封型式

A型 管板和管箱（浮头盖）整体连接，所以管箱对管板的变形有约束作用，在管板设计时和管箱厚度有关。

B型 管箱用垫片法兰连接，且管板延伸为兼作法兰，所以管板周边作用有法兰螺栓力矩，在管板设计时和法兰螺栓力矩有关。

C型 管板对管箱（浮头盖）用垫片法兰连接，管板并未延伸为兼作法兰。所以管箱（浮头盖）对管板的变形无约束作用，在管板设计时和管箱（浮头盖）厚度无关，管板周边作用有法兰螺栓力矩，在管板设计时和法兰螺栓力矩有关。

D型 内部密封式管板，管箱（浮头）对管板无约束作用，在管板设计时和管箱（浮头）厚度无关。

和U形管板式换热器各种管板型式相似，其管程和壳程圆筒直径都可以不同，管程、壳程都用垫片法兰连接时，两侧的垫片压紧力作用中心圆直径也可以不同。

图8-9 ASMEⅧ-1的浮动管板式换热器的总体结构类型（引自ASMEⅧ-1图UHX-14.1）

a）典型的带有浸入式浮头的浮动管板式换热器 b）典型的带有外部密封式浮头的浮动管板式换热器 c）典型的带有内部密封式浮动管板的浮动管板式换热器

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图8-10 ASMEⅧ-1对浮动管板式换热器固定端管板的划型（引自ASMEⅧ-1图UHX-14.2）

a)结构a：管板对壳体和管箱整体连接 b）结构b：管板对壳体整体连接，对管箱用垫片连接，管板延伸部分兼作法兰 c）结构c：管板对壳体整体连接，对管箱用垫片连接，管板未延伸为法兰 d）结构d：管板对壳体和管箱都用垫片连接 e）结构e：管板对壳体用垫片连接，对管箱为整体连接，管板延伸部分兼作法兰 f）结构f：管板对壳体用垫片连接，对管箱为整体连接，管板未延伸为法兰

图8-11 ASMEⅧ-1对浮动管板式换热器浮动端管板的划型（引自ASMEⅧ-1图UHX-14.3）

a）结构A：整体连接管板 b）结构B：用垫片连接的管板，延伸部分兼作法兰 c）结构C：用垫片连接的管板，未延伸为法兰 d）结构D：内部密封管板

3.EN 13445管板的结构型式及其简要分析

和GB 151、ASMEⅧ-1相似，EN 13445对浮动管板式换热器也分为三种结构，见图8-12。其中a是带有浸入式浮头的结构，b是带有外部密封式浮头的结构，c是带有内部密封式浮头的结构。在确定管板计算中的有效压力P_e时，各采用不同的公式。

由于浮头式换热器有两块管板，所以应对固定端和浮动端管板加以区分。

对固定端，和U形管式换热器的管板完全相同，也分为a～f共计6种型式，见图8-4。

对浮动端，共划成A、B、C三种型式，见图8-13及其相应的说明。

图8-12 EN 13445的浮动管板式换热器的总体结构类型（引自EN 13445图13.6.1-1）

图8-13 EN 13445对浮动管板式换热器浮动端管板的划型（引自EN 13445图13.6.1-3）

和ASMEⅧ-1相同，对各种管板结构型式，其管程和壳程圆筒直径都可以不同，管程、壳程都用垫片法兰连接时，两侧的垫片压紧力作用中心圆直径也可以不同，且对固定端b、d、e型，可以采用窄面垫片，也可以采用宽面垫片密封。

要求浮动端管板直径D_e，f对固定端管板有效直径D_e之比在0.9～1.1范围以内，并对管箱直径相对于壳体直径之比也作出限定。

对a型管板：0.9D_s≤D_c≤1.1D_s

对b、c型管板：0.9D_s≤G_c≤1.2D_s

对d型管板：0.9G_s≤G_c≤1.1G_s

对e、f型管板：0.9G_s≤D_c≤1.1Gs