GB/T151热交换器标准更新计划

目的意义
热交换器是用于热量交换与传递的单元工艺设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、制药、食品、轻工、机械等行业，据市场监管总局统计数据，我国登记在册的压力容器近500万台，热交换器近100万台，占比20%以上。
热交换器属于特定型式的压力容器，保障安全是其根本，此外，作为流程工业的重点用能设备，其能效水平是决定能源工业绿色发展的重要保障。
自上世纪九十年代，我国就已逐步开展在研究的基础上建立具有中国特色热交换器技术标准体系的构想，在2014年，逐步形成了以GB/T151为基础，涵盖产品、零部件与性能标准的体系架构，同时，在标准中首次明确了安全和性能的共性要求。
近十年来，随着碳达峰、碳中和等国家战略方向的引导实施，能源工业发展呈现新局面，新兴领域需求不断扩展，应用场景推陈出新，大型化发展方兴未艾，热交换器产品呈现复杂、多样化发展模式，现有标准边界已被打破。
为此需全面审视与开展标准范围、方法、指标的适应性研究，在以下四个方面发展提升：1）应用场景：石油“能源化”属性逐步减弱，作为化工基础材料的需求逐步增加，“材料化”发展趋势明显；同时，清洁能源、太阳能、氢能源等新兴领域需求不断扩展。
标准原有适用领域与产品范围已经不适用行业发展需要，需通过修订完善热交换器通用技术标准体系，总结提升热交换器共性要求；扩充热交换器产品引用标准范围，纳入发卡式、全焊接板式、板壳式等各类型热交换器产品；吸纳与推进绕管式、真空扩散焊板式等新兴热交换器产品标准；考虑标准持续发展，给出后续产品纳入GB/T 151管辖范围的指导意见或出路。
2）能效分级：节能减排已成为碳达峰、碳中和等国家战略的重要实现手段之一，作为炼化企业的高能耗和能源回收设备，热交换器强化传热、能效计算与评价已成为亟待突破的关键问题。
高效元件和流动结构等为代表的被动式强化传热技术取得了长足进步，促进了热交换器强化传热技术进展，但缺乏定量数据指导产品选型设计；传统流路分析法提出了管壳式热交换器的壳程漏流区域结构设计的基本要求，但缺乏定量分析或试验数据验证。
为此，需量化能效相关指标及评价要素，逐步完善各产品标准的能效计算及评价办法。
3）提质增效：NB/T 47019在原有I级、II级精度基础上，提出了更为严格的TI级精度，进一步提高了热交换器零部件质量水平，与其相对应，标准需进一步完善管束质量分档体系。为此，标准需基于使用特点合理分级配套管板管孔精度及配套尺寸系列，补充完善管头结构型式、结构设计和强度计算方法，形成焊接、胀接工艺评定、无损检测方法等方面制定专项要求，助力本质提升热交换器内在质量。

4）大型化：炼化一体化、装置大型化已成为石化行业发展必然趋势，产品结构尺寸向极端化快速发展，大量热交换器公称直径已大幅突破4000mm（EO反应/换热器、顺酐反应/器、苯乙烯多级冷却器……）。

热交换器大流量载荷条件，使大型管束流致诱导振动成为产品可靠性的制约因素之一。

管板设计方法对大直径、非标布管、立式自重载荷考量等方面存在诸多局限。
为此，标准需调研产品大型化技术进展及工程经验，完善不同类型换热器适用直径范围，完善流体诱导振动设计方法，细化工程配套措施，推进管板轻量化设计方法应用，完善管板计算模型、参数、评价指标，形成适应大型换热器管板数值分析的工程方法。

范围和主要技术内容
本标准规定了金属制热交换器的通用要求、材料、设计、制造、检验、验收及其安装、使用等要求。

本标准适用的设计压力：
管壳式热交换器的设计压力不大于35MPa；
其它结构型式热交换器的设计压力按相应产品标准确定。
本标准适用的设计温度：
钢材不得超过GB/T150.2-2011列入材料的允许使用温度范围；
其它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。
本标准中管壳式热交换器适用的公称直径不大于6000mm，设计压力（MPa）与公称直径（mm）的乘积不大于4.05×10^4。
主要技术内容：
a. 完善通用要求：
完善“通用要求”GB/T151第4.1.1条款，给出新场合、新结构热交换器在符合本标准通用要求的前提下，对暂无产品标准的，还应根据载荷条件和结构特点，制定专项技术条件或企业标准。
完善“通用要求”GB/T151第4.1.2条款，补充SH/T3119-2016（套管式）、NB/T47004.2（全焊接板式）、XXXX（板壳式）等换热器产品标准。
b. 制定管头专项技术规定：
增加附录N，针对NB/T47014附录D换热管管头焊接工艺评定类型单一、适用性较差的问题，提出角焊缝、坡口焊缝、组合缝焊管头焊接工艺评定专项要求。针对NB/T47031.2附录A管头无损检测类型与缺陷判据适用面窄等问题，结合行业高参数条件高可靠性需求，提出管头无损检测专项要求，明确管头工艺试件内部缺陷定级与无损检测方法。
增加附录P，提出强度胀管头胀接工艺评定专项要求。
增加附录Q，提出强度焊、强度胀、组合结构管头拉脱载荷的评定方法与实施细则。
增加 “无损检测”GB/T151第8.13条款（原8.13下移），给出管头进行射线检测的原则性条款（如：设计文件规定时、介质为极度高度危害……），并提出抽检最小比例。
c. 规格参数升级：
完善“范围”GB/T151第1.5条款，不可抽管束直径范围扩大至6000mm，可抽管束扩大至2600~3000mm，设计压力与公称直径乘积扩大至4.05×10^4。
d. 流体诱导振动：结合核电技术进展与石化工程应用案例，完善流体诱导振动设计方法，进一步细化工程配套措施；具体包括：
完善“壳程”GB/T151第6.8条款，补充新型旁路设计方法。
完善 “流体诱导振动”GB/T151附录C，给出全支撑板、防声振板设计原则。
e. 管板计算方法扩充：
管板载荷（自重）与计算方法（大直径）适用性说明。
大型外导流筒体结构应力计算方法。
釜式斜锥结构等效刚度计算准则。
管板周边开孔提出最小距离的限定要求。
管板当量实心板结构的应力分析方法。
f. 配套数据升级：
筒体增加大直径分档，给出最小厚度取值。
给出大直径筒体圆度公差。
g. 热交换器能效指标细化：
完善“选型与计算”GB/T151第4.3.2.1节中a）条款，补充具体能效要求；
新增“选型与计算”GB/T151第4.3.2.1节中d）条款，补充能效测试及评价办法。
h. 高效传热措施具化：
完善“选型与计算”GB/T151第4.3.2.2节，将采用高效传热元件或高效壳程结构等作为提高传热效率的推荐方法。
完善“换热管”GB/T151第5.4.2节，补充增加扭曲管等高效传热元件，给出各不同类型元件的适用场合和传热效率指标。
完善“折流板（元件）”GB/T151第6.8.2.1、6.8.2.3节，补充增加螺旋折流板、折流杆等高效壳程结构的典型图样、适用场合、布置原则、传热效率指标。
i. 壳程流路漏流指标定量及能效分级：提出壳程各流路漏流指标定量数据，将管束级别与能效指标建立关系，实现数据量化、能效定级。
j. 壳程流路指标参数确定及优化：
修订“换热管与折流板配合间隙控制”GB/T151第6.8.2.2.3节，拆分、细化间隙指标，与能效分级对应。
修订“折流板间距” GB/T151第6.8.2.3节，结合流场分析，验证最小间距指标的适应性。
修订“旁路挡板设置”GB/T151第6.8.3.2节，结合流场分析，确定旁路挡板结构与旁路流路的定量关系，验证设定原则，给出设定要求，并与能效分级对应。
修订“折流板外径及允差” GB/T151第6.8.2.2.1节，结合流场分析，确定板筒间隙与漏流的定量关系，完善外径允差及筒体圆度指标，在满足工程建造的前提下，提升指标，并与能效分级对应。
修订“挡管”GB/T151第6.8.3.3节，结合流场分析，确定内部非布管通道与漏流的定量关系，验证设定原则，给出设定要求，并与能效分级对应。

哈哈还是不错的呢，哈哈