标准号：GB/T 151-2014
标准名称：热交换器
英文名称：Heat exchange
标准格式：PDF
发布时间：2014-12-05
实施时间：2015-05-01
标准大小：5.86M
标准介绍：1.1本标准规定了金属制熱交换器的通用要求，并规定了管壳式热交换器材料、设计、制造、检验、验收及其安装、使用的要求。
1.2本标准的通用要求适用于管壳式热交换器及其他结构型式热交换器，本标准的所有内容适用于管壳式热交换器。
1.3本标准适用的设计压力：
a)管壳式热交换器的设计压力不大于35MPa
b)其他结构型式热交换器的设计压力按相应引用标准确定
1.4本标准适用的设计温度
a)钢材不得超过GB150.2-2011列人材料的允许使用温度范围；b)其他金属材料按相应引用标准中列入材料的允许使用温度确定
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草
本标准代替GB151-199《管壳式换热器》。与GB151-1999相比，主要技术变化如下：
)修改了标准名称，扩大了标准适用范围：
提出了热交换器的通用要求；
规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。
b)修订了管壳式热交换器的适用参数范围。
c)增加了热交换器传热计算的基本要求
d)提高了管尧式热交换器管東的尺寸精度要求e)修订了换热管与管板的连接
增加了胀接连接的胀度计算公式及胀度控制值；
修订了强度焊接的定义及结构形式；
增加了内孔焊。
f)修订了单管板设计计算，增加了双管板设计计算g)增加了附录A“标准的符合性声明及修订”。
h)将GB151199附录F“壁温计算”修订为附录B“管壳式热交换器传热计算”。
修订了附录C“流体诱发振动

ICS71.120.30
iiiKAa~cJouaKAa
中华人民共和国国家标准
GB/T151—2014
代替GB151-1999
热交换器
Heatexchangers
2014-12-05发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-05-01实施
iiiKAa~cJouaKAa-
规范性引用文件
术语和定义
通用要求
资格与职责
工艺计算
iiiKAacJouaKAa
设计一般规定
许用应力
焊接接头分类与焊接接头系数
耐压试验
泄漏试验
圆筒及封头
管板、管箱平盖、法兰
换热管
螺柱（含螺栓）和螺母用钢棒
结构设计
管壳式热交换器的主要零部件及名称管壳式热交换器型号
........
换热管
换热管与管板的连接
管板与管箱、壳体的焊接连接
钩圈式浮头
填料函
膨胀节
接管及其他开口
设备及接管法兰
密封及垫片
GB/T151—2014
GB/T151—2014
7设计计算·
iiiKAacJouaKAa
承压壳体与隔板·
浮头盖与钩圈
7.3换热管…．
制造、检验与验收·
换热管
管板、管箱平盖
折流板、支持板
其他零部件
管束的组装
换热管与管板的连接
热处理
组装·
尺寸偏差
耐压试验和泄漏试验
出厂资料
涂敷与运输包装
9安装、操作和维护
现场安装
试车和操作
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）
附录E（资料性附录）
附录F（资料性附录）
附录G（资料性附录）
附录H（资料性附录）
附录I（资料性附录）
附录J（资料性附录）
附录K（资料性附录）
附录L（资料性附录）
附录M（资料性附录）
标准的符合性声明及修订
管壳式热交换器传热计算
流体诱发振动
常见流体的物理性质数据
污垢热阻
金属导热系数
换热管特性表
换热管与管板焊接接头的焊缝形式管板与管箱、壳体的焊接连接
壳体和管束的进口或出口面积计算波纹换热管热交换器的管板
拉撑管板
挠性管板
iiiKAa~cJouaKAa
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T151—2014
本标准代替GB151-1999《管壳式换热器》。与GB151—1999相比，主要技术变化如下：修改了标准名称，扩大了标准适用范围：）
提出了热交换器的通用要求；
规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。修订了管壳式热交换器的适用参数范围。b）
增加了热交换器传热计算的基本要求。c
提高了管壳式热交换器管束的尺寸精度要求e
修订了换热管与管板的连接：
增加了胀接连接的胀度计算公式及胀度控制值；修订了强度焊接的定义及结构形式；增加了内孔焊。
修订了单管板设计计算，增加了双管板设计计算f)
增加了附录A“标准的符合性声明及修订”将GB151一1999附录F壁温计算”修订为附录B“管壳式热交换器传热计算”。修订了附录C流体诱发振动”。
增加了附录D“常见流体的物理性质数据”。增加了附录E“污垢热阻”。
增加了附录F金属导热系数”。
修订了附录G“换热管特性表”。m）
增加了附录H“换热管与管板焊接接头的焊缝形式”。n）
修订了附录1“管板与管箱、壳体的焊接连接”。o）
修订了附录丁“壳体和管束的进口或出口面积计算”。p)
增加了附录K“波纹换热管热交换器的管板”。q
增加了附录L“拉撑管板”。
增加了附录M“挠性管板”。
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。本标准起草单位：甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司、上海蓝滨石化设备有限责任公司、中国石化工程建设有限公司、中国特种设备检测研究院、国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局、中石化洛阳工程有限公司、清华大学、西安交通大学、天津大学、中国成达工程有限公司、中国石化上海高桥石油化工公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司、沈阳化工大学本标准主要起草人：张延丰、寿比南、邹建东、朱巨贤、李世玉、张迎恺、顾月章、薛明德、黄克智、杨国义、朱国栋、徐锋、程真喜、蔡隆展、赵维、李志安、王普勋、白博峰、谭蔚、邹红、马一鸣、陈韶范、刘鹏。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB151—1989.GB151—1999。
GB/T151—2014
iiiKAa~cJouaKAa
本标准是全国锅炉压力容器标准化技术委员会（以下简称“委员会”）负责制定和归口的热交换器标准，用以规范在中国境内建造或使用的热交换器设计、制造、检验和验收的相关技术要求。本标准的技术条款包括了金属制热交换器的通用要求、管壳式热交换器建造过程（即指设计、制造、检验和验收工作）中应遵循的相关要求。由于本标准没有必要、也不可能囊括适用范围内管壳式热交换器建造中的所有技术细节，因此，在满足法规所规定的基本安全要求的前提下，不应禁止本标准中没有特别提及的技术内容。本标准不能作为具体管壳式热交换器建造的技术手册，亦不能代替培训、工程经验和工程评价。工程评价是指由知识渊博、娴于规范应用的技术人员所做出针对具体产品的技术评价。但工程评价应符合本标准的相关技术要求，不得违反本标准中的禁用规定。本标准还规定了管壳式热交换器安装和使用的基本要求
本标准不限制实际工程设计和建造中采用先进的技术方法，但工程技术人员采用先进的技术方法时应能做出可靠的判断。
本标准既不要求也不禁止设计人员使用计算机程序实现热交换器的分析或设计，但采用计算机程序进行分析或设计时，除应满足本标准要求外，还应确认：a）所采用程序中技术假定的合理性：b）所采用程序对设计内容的适应性；所采用程序输入参数及输出结果用于工程设计的正确性。V
1范围
iiiKAa~cJouaKAa
热交换器
GB/T151—2014
1.1本标准规定了金属制热交换器的通用要求，并规定了管壳式热交换器材料、设计、制造，检验、验收及其安装、使用的要求。
1.2本标准的通用要求适用于管壳式热交换器及其他结构型式热交换器，本标准的所有内容适用于管壳式热交换器。
1.3本标准适用的设计压力：
a）管壳式热交换器的设计压力不大于35MPa；b）其他结构型式热交换器的设计压力按相应引用标准确定。1.4本标准适用的设计温度：
a）钢材不得超过GB150.2一2011列人材料的允许使用温度范围；b）其他金属材料按相应引用标准中列人材料的充许使用温度确定。1.5本标准中管壳式热交换器适用的公称直径不大于4000mm，设计压力（MPa）与公称直径（mm）的乘积不大于2.7×10。
1.6超出1.5条范围的管壳式热交换器，可参照本标准进行建造。1.7本标准不适用于下列热交换器：a)
直接火焰加热的热交换器；
烟道式余（废）热锅炉；
核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的热交换器；d）非金属制热交换器；
制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的热交换器e)
1.8热交换器界定范围：
热交换器与外部管道连接：
焊接连接的第一道环向接头坡口端面；1）
螺纹连接的第一个螺纹接头端面；2）
法兰连接的第一个法兰密封面：3）
专用连接件或管件连接的第一个密封面。4）
b）接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件；c
非受压元件与受压元件的连接焊缝；d)
直接连接在热交换器上的非受压元件如支座、垫板等；e)
安装在热交换器上的超压泄放装置。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，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。GB150.1—2011压力容器第1部分：通用要求GB150.2—2011
压力容器第2部分：材料
GB/T151—2014
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GB150.3—2011压力容器第3部分：设计GB150.4—2011压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T1527—2006铜及铜合金拉制管GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T2882—2013镍及镍合金管
GB/T3625—2007换热器及冷凝器用钛及钛合金管GB5310高压锅炉用无缝钢管
GB/T5313—2010厚度方向性能钢板GB6479高压化肥设备用无缝钢管GB/T68932010铝及铝合金拉（轧）制无缝管GB/T8890-—2007热交换器用铜合金无缝管GB9948
石油裂化用无缝钢管
GB13296锅炉、热变换器用不锈钢无缝钢管压力容器波形膨胀节
GB16749
GB/T21832
GB/T21833
GB/T2459
GB/T24593
GB/T26283-
GB/T26929
奥氏体铁素体型双相不锈钢焊接钢管奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管高效换热器用特型管
锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管2010锆及锆合金无缝
压力容器术语
GB/T28713（所有部分）
GB/T29463（所有部分）
壳式热交换器用强化传热
管壳式热交换器用垫片
浮头式热交换器用外头盖侧法兰GB/T29465
NB/T47002（所有部分）bZxz.net
压力容器用爆炸焊接复合板
NB/T47003.1(JB/T4735.D钢制焊接常压容器NB/T47004JB/T4752
NB/T47006(JB/T4757)
NB/T47007(JB/T4758)
板热方施
铝制板翅式热交换器
空冷式热交换器
NB/T47011
锆制压力容器
NB/T47013.10（JB/T4730.10）承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测NB/T47014(JB/T4708)
NB/T47019（所有部分）
NB/T47020(JB/T4700)
NB/T47021(JB/T4701)
NB/T47022(JB/T4702)
NB/T47023(JB/T4703)
NB/T47024(JB/T4704)
NB/T47025(JB/T4705)
NB/T47026(JB/T4706)
NB/T47027(JB/T4707)
承压设备焊接工艺评定
锅炉、热交换器用管订货技术条件压力容器法兰分类与技术条件
甲型平焊法兰
乙型平焊法兰
长颈对焊法兰
非金属软垫片
缠绕垫片
金属包垫片
压力容器法兰用紧固件
NB/T47041—2014（JB/T4710）塔式容器JB/T4711压力容器涂敷与运输包装JB/T4712.1容器支座
第1部分：鞍式支座
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JB/T4712.3容器支座第3部分：耳式支座JB/T4730（所有部分）承压设备无损检测JB4732—1995钢制压力容器——分析设计标准（2005年确认）JB/T4734
JB/T4745
JB/T4751
JB/T4755
JB/T4756
铝制焊接容器
钛制焊接容器
螺旋板式换热器
铜制压力容器
镍及镍合金制压力容器
HG/T 20592
钢制管法兰（PN系列）
HG/T20615
钢制管法兰（Class系列）
TSGR0004—2009
3术语和定义
公称直行
固定式压力容器安全技术监察规程2011GB/T26929界定的以及下列术语和定义适用于本文件。nominal diameter
卷制、锻制圆筒，以内径（mn
管材制圆筒，以外径（mm）作为管釜式重沸器，以管箱内（或外）径（换热面积
heat transfer area
换器的公称直径
式热交换器的公称直径
mm）作为签宝
式重沸器的公称直径
计算换热面积，以换热管外径为基准，扣除不a
积，m
GB/T151—2014
与换热的换热管长度后，计算得到的外表面公称换热面积，圆整为整数后的计算换热面积，m。b)
公称长度
nominal length
以换热管的长度（m）作为管壳式热交换器的公称长度。换热管为直管时，取直管长度：换热管为U形管时，取U形管直管段的长度。3.4
管程和壳程tubeside&shellside管程一
b）壳程
一介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分。介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分。管程数N一介质沿换热管长度方向往、返的次数。e
壳程数N。一一介质在壳程内沿换热管长度方向往、返的次数。3.5
I级管束
gradeIbundle
换热管外径的允许偏差符合表6-6、管板管孔直径及允许偏差符合表6-10、折流板和支持板管孔直3
GB/T151—2014
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径及允许偏差符合表6-22的钢制管束。3.6
Ⅱ级管束grade Ⅱbundle
换热管外径的允许偏差符合表6-7、管板管孔直径及允许偏差符合表6-11、折流板和支持板管孔直径及充许偏差符合表6-23的钢制管束。3.7
强度胀接strengthexpansion
换热管与管板的胀接连接强度满足换热管轴向（拉或压）机械和温差载荷设计要求并保证密封性能的胀接。
贴胀lightexpansion
为消除换热管与管板管孔之间缝隙的轻度胀接。3.9
强度焊接
strength weld
换热管与管板的焊接连接强度满足换热管轴向（拉或压）机械和温差载荷设计要求并保证密封性能的焊接。
密封焊接sealweld
仅保证换热管与管板连接不泄漏的焊接。3.11
内孔焊
tubes welded to backside of tubesheet换热管与管板之间在壳程侧以对接焊缝形成对接接头或锁底接头的焊接。4通用要求
4.1通则
4.1.1热交换器应符合本标准的通用要求，并应遵守国家颁布的有关法律、法规和安全技术规范。本标准的符合性声明见附录A。
4.1.2管壳式热交换器应符合本标准的要求，其他结构型式热交换器除应符合本标准通用要求外，还应符合下列相应标准的要求：
a）JB/T4751《螺旋板式换热器》；b）NB/T47004(JB/T4752)《板式热交换器》；c）NB/T47006（JB/T4757)《铝制板翅式热交换器》；d）NB/T47007(JB/T4758）《空冷式热交换器》。4.1.3采用铝、钛、铜、镍和锆等其他金属制管壳式热交换器或受压元件除应符合本标准要求外，还应符合下列相应标准的要求：
a）JB/T4734《铝制焊接容器》；b）JB/T4745《钛制焊接容器》；c）JB/T4755《铜制压力容器》；d）JB/T4756《镍及镍合金制压力容器》；e）NB/T47011《锆制压力容器》。热交换器的设计、制造单位应建立健全的质量管理体系并有效运行。4.1.4
5TSGR0004一2009管辖范围内的热交换器，其设计、制造、安装和使用应接受特种设备安全监察4.1.5
机构的监察。
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GB/T151—2014
4.1.6对不能按照GB150.3一2011、本标准及相应引用标准进行设计计算的热交换器或受压元件，可按GB150.1一2011中4.1.6规定的方法进行设计。4.1.7设计压力低于0.1MPa及真空度低于0.02MPa的热交换器或受压元件，可按NB/T47003.1（JB/T4735.1）及本标准的有关规定进行设计。4.2资格与职责
4.2.1资格
TSGR0004一2009管辖范围内的热交换器，其设计、制造单位应持有相应的特种设备许可证。4.2.2职责
4.2.2.1用户或设计委托方的职责热交换器的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出设计条件（UDS一UsersDesignSpecification），且至少应包含以下内容：a）设计所依据的主要标准和规范：操作参数（包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管载荷以及循环载荷等）：b）
使用地及其自然条件（包括环境温度、抗震设防烈度、风载荷和雪载荷等）；c
介质组分与特性；
预期使用年限；
几何参数和管口方位；
钢制管束等级；
设计需要的其他必要条件。
设计单位的职责
热交换器的设计单位至少应包含以下职责：应对设计文件的正确性和完整性负责；a
热交换器的设计文件至少应包括强度计算书、设计图样、制造技术条件、风险评估报告（相关法规或设计委托方要求时），必要时还应包括安装与使用维修说明；TSGR0004一2009管辖范围内热交换器的设计总图应盖有特种设备设计许可印章；d）应在设计使用年限内保存管壳式热交换器的全部设计文件，其他结构型式的热交换器设计文件的保存要求按相应标准执行。4.2.2.3制造单位的职责
热交换器的制造单位至少应包含以下职责：制造单位应按照设计文件要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应取得原设计单位同意修a
改的书面文件，并且对改动部位作出详细记载：制造单位在热交换器制造前应制定完善的质量计划，其内容至少应包括热交换器或元件的制b)
造工艺控制点、检验项目和合格指标制造单位的检查部门在热交换器制造过程中和完工后，应按标准图样和质量计划的规定对热c
交换器进行各项检验和试验，出具相应报告，并对报告的正确性和完整性负责；d)
制造单位在检验合格后，应出具产品质量合格证；制造单位对其制造的每台管壳式热交换器产品应在设计使用年限内至少保存下列技术文件：e)
1）质量计划：
2）制造工艺图或制造工艺卡；
GB/T151—2014
iiiKAa~cJouaKAa
产品质量证明文件：
焊接工艺和热处理工艺文件：
标准中允许制造单位选择的检验、试验项目记录；5
制造过程中及完工后的检查、检验、试验记录；6）
原设计图和工图：
f）其他结构型式的热交换器制造技术文件的保存要求应按相应标准执行。4.3工艺计算
4.3.1设计条件
热交换器的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出工艺设计条件，且至少应包4.3.1.1
含以下内容：
操作数据，包括流量、气相分率、温度、压力、热负荷等：b)
物性数据，包括介质密度、比热、黏度、导热系数或介质组成等充许阻力降；
其他，包括操作弹性、工况、安装要求（几何参数、管口方位）等4.3.1.2
管壳式势交换器的数据表参见附录B表B.1。选型与计算
热交换器的选型应考虑下列因素合理选择热交换器型式及基本参数，满足传热、安全可靠性及能数要求a）
b）考虑经济性，合理选材，
c）满足热交换器安装操作维修等要求2热交换器工艺计算时应进行优化，提高换热效率，满足工艺设计条件要求。管壳式热交换器无4.3.2.2
相变传热计算参见附录B。需要时管壳式热交换器还应考虑流体诱发振动，计算参见附录C。常见流体的物理性质数据参见附录D，污垢热阻参见附录E，金属导热系数参见附录F4.4设计一般规定
4.4.1载荷
设计时应考虑以下载荷：
内压、外压或最大压差：
膨胀量不同引起的作用力；
液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计。需要时，还应考虑下列载荷：
热交换器自重及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷；附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；风载荷、地震载荷、雪载荷：
支座及其他型式支承件的反作用力：连接管道和其他部件的作用力：温度梯度引起的作用力：
冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等；g）
运输或吊装时的作用力。
设计压力或计算压力
设计压力或计算压力的确定应符合以下规定：6
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