DIN 28189-2014 Modular heat exchangers《模块化热交换器》.pdf

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1、November 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Chemischer Apparatebau (FNCA)Preisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 71.120.30!%:lE“2237334www.din.deDD

2、IN 28189ModulwrmeaustauscherModular heat exchangersEchangeurs thermiques modulaireAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 26 SeitenDIN 28189:2014-11 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Allgemeines . 4 4 Ausfh

3、rung und Mae 5 4.1 Modulwrmeaustauscher Typ 1 Rohrbndel 5 4.1.1 Hauptmae 5 4.1.2 Anzahl und Anordnung der Innenrohre (Rohrspiegel), Abstandshalter, Sttzbleche 7 4.1.3 Lage der Abstandshalter/Sttzbleche 12 4.1.4 Rohrbodenausfhrungen . 13 4.1.5 Rauminhalte, Austauschflchen, Durchflussmengen und Gewich

4、te fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 13 4.1.6 p/T-Ratings fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 . 16 4.2 Modulwrmeaustauscher Typ 2 Doppelmantelrohr . 17 4.2.1 Hauptmae 17 4.2.2 Innenrohrfhrung 21 4.2.3 Rauminhalte, Austauschflchen, Durchflussmengen und Gewichte fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 21 4.2.4 p/T-Rating

5、s fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 . 24 5 Werkstoffe . 24 6 Schweien . 24 Anhang A (informativ) Funktionsprinzip 25 Anhang B (informativ) Temperaturprofil im Modulwrmeaustauscher 26 DIN 28189:2014-11 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 012-00-01 AA Anlagenteile“ im DIN-Normenausschu

6、ss Chemischer Apparatebau (FNCA) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 28189:2014-11 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gi

7、lt fr liegende Modulwrmeaustauscher im Nennweitenbereich von DN 20 bis DN 200 aus unlegierten oder nichtrostenden Sthlen, die vorwiegend in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt werden. Sie legt Hauptmae fest und gibt Ausfhrungsbeispiele an. Die Norm legt sowohl Einrohrsysteme als auch Rohrbndel

8、fest. Eine Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen wird in dieser Norm nicht beschrieben. Ausfhrungsbeispiele fr Rohrbndel-Wrmeaustauscher sind in DIN 28184-5 festgelegt. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr

9、die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 28008, Toleranzen und Grenzabmae fr Rohrbndel-Wrmeaustauscher D

10、IN 28011, Gewlbte Bden Klpperform DIN 28025, Stutzen aus nichtrostendem Stahl PN 10 bis PN 40 DIN 28115, Stutzen aus unlegiertem Stahl PN 10 bis PN 40 DIN 28180, Nahtlose Stahlrohre fr Rohrbndel-Wrmeaustauscher Mae und Werkstoffe DIN 28181, Geschweite Stahlrohre fr Rohrbndel-Wrmeaustauscher Mae und

11、Werkstoffe DIN 28184-5, Rohrbndel-Wrmeaustauscher mit zwei festen Bden Teil 5: Ausfhrungsbeispiele DIN EN 1708-1, Schweien Verbindungselemente beim Schweien von Stahl Teil 1: Druckbe-anspruchte Bauteile DIN EN 10253-2, Formstcke zum Einschweien Teil 2: Unlegierte und legierte ferritische Sthle mit b

12、esonderen Prfanforderungen DIN EN 10253-4, Formstcke zum Einschweien Teil 4: Austenitische und austenitisch-ferritische (Duplex-)Sthle mit besonderen Prfanforderungen AD 2000-Merkbltter 3 Allgemeines Fr den jeweiligen Anwendungsfall ist zu beachten, dass die grundlegenden Sicherheitsanforderungen na

13、ch Druckgerterichtlinie 97/23/EG eingehalten werden. DIN 28189:2014-11 5 4 Ausfhrung und Mae 4.1 Modulwrmeaustauscher Typ 1 Rohrbndel 4.1.1 Hauptmae Fr Grenzabmae und Toleranzen gilt DIN 28008. Es sind Innenrohre nach DIN 28180 oder DIN 28181 zu verwenden. Diese sind in Toleranzklasse 1 oder Toleran

14、zklasse 2 auszufhren. In Bild 1 ist beispielhaft ein Modulwrmeaustauscher Typ 1 mit 2 Elementen und einem Verbindungsteil dargestellt. Fr weitere Ausfhrungsbeispiele siehe Anhang A. Legende 1 Versteifung (falls erforderlich) 2 Rohrboden 3 Verbindungsteil 4 Element aJe nach konstruktiver Ausfhrung is

15、t ggf. ein Distanzstck erforderlich. bSchnitt A-A siehe Tabelle 2. Bild 1 Modulwrmeaustauscher Typ 1 DN 65 bis DN 200 In Tabelle 1 sind die Hauptabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 festgelegt. Die Wanddicke s1ist die Mantelwanddicke und die Wanddicke s2 ist die Stutzenwanddicke nach DIN 28025

16、oder DIN 28115 (verstrkte Ausfhrung). Alternativ dazu sind in Tabelle 1 auch Stutzenwanddicken fr eine unverstrkte Ausfhrung angegeben (z. B. bei Aushalsung). DIN 28189:2014-11 6 Tabelle 1 Hauptabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 DN 65 bis DN 200 Mae in Millimeter N3/N4 Nenn-lnge L d1Mantelwan

17、ddicke s1h1h2l1l2N1/N2d2Stutzenwanddicke s2dsDN PN unleg. Stahl nicht-rostender Stahl DN PN unleg. Sthle nichtrostender Sthle unleg. Stahl nicht-rostender Stahl unver-strkt ver-strktaunver-strkt ver-strktb65 16 2 500 76,1 2,9 2,3 109,0 220 2 623 136,5 65 16 76,1 2,9 4,5 2,3 4,0 69 70 5 000 5 123 80

18、16 2 500 88,9 3,2 2,3 119,0 240 2 633 149,5 80 16 88,9 3,2 5,0 2,3 4,0 81 83 5 000 5 133 100 16 2 500 114,3 3,6 2,6 151,5 305 2 638 150,0 80 16 88,9 3,2 5,0 2,3 4,0 105 106 5 000 5 138 125 16 2 500 139,7 4,0 2,6 189,5 381 2 644 154,5 100 16 114,3 3,6 5,6 2,6 4,5 129 132 5 000 5 138 150 16 2 500 168,

19、3 4,5 2,6 227,5 457 2 644 175,0 125 16 139,7 4,0 5,6 2,6 5,0 157 159 5 000 5 144 200 10 2 500 219,1 4,5 2,9 304,0 610 2 654 225,0 150 16 168,3 4,5 5,6 2,6 5,0 208 211 5 000 5 154 aStutzenausfhrung nach DIN 28115. bStutzenausfhrung nach DIN 28025. DIN 28189:2014-11 7 4.1.2 Anzahl und Anordnung der In

20、nenrohre (Rohrspiegel), Abstandshalter, Sttzbleche In Tabelle 2 sind die Anzahl und die Anordnung der Innenrohre/Rohrspiegel sowie die Form der Abstandshalter und der Sttzbleche festgelegt. Die Lage der Abstandshalter/Sttzbleche ist in Tabelle 2 und die Abstnde der Abstandshalter/Sttzbleche sind in

21、Bild 2 und Bild 3 dargestellt. Tabelle 2 Anordnung der Innenrohre (Rohrspiegel), Schnitt A-A in Millimeter Nenndurch-messer DN Rohrspiegel Abstandshalter 65 Legende 1 Anker 6 Dicke des Abstandshalters: t = 10 unbemate Radien: R1 80 Legende 1 Anker 6 Dicke des Abstandshalters: t = 10 unbemate Radien:

22、 R1 DIN 28189:2014-11 8 Tabelle 2 (fortgesetzt) Mae in Millimeter Nenndurch-messer DN Rohrspiegel/Sttzbleche 100 Legende 1 Anker 6 aBohrungsdurchmesser Dicke des Sttzbleches: t = 4 DIN 28189:2014-11 9 Tabelle 2 (fortgesetzt) Mae in Millimeter Nenndurch-messer DN Rohrspiegel/Sttzbleche 125 Legende 1

23、Anker 6 aBohrungsdurchmesser Dicke des Sttzbleches: t = 4 DIN 28189:2014-11 10 Tabelle 2 (fortgesetzt) Mae in Millimeter Nenndurch-messer DN Rohrspiegel/Sttzbleche 150 Legende 1 Anker 6 aBohrungsdurchmesser Dicke des Sttzbleches: t = 4 DIN 28189:2014-11 11 Tabelle 2 (fortgesetzt) Mae in Millimeter N

24、enndurch-messer DN Rohrspiegel/Sttzbleche 200 Legende 1 Anker 6 aBohrungsdurchmesser Dicke des Sttzbleches: t = 4 DIN 28189:2014-11 12 4.1.3 Lage der Abstandshalter/Sttzbleche Mae in Millimeter Legende 1 Rohrboden 2 Anker 3 Abstandshalter oder Sttzblech (Sttzbleche sind ber die Lnge L wechselseitig

25、angeordnet) Bild 2 Lage der Abstandshalter/Sttzbleche (Nennlnge L = 2 500 mm) Mae in Millimeter Legende 1 Rohrboden 2 Anker 3 Abstandshalter oder Sttzblech (Sttzbleche sind ber die Lnge L wechselseitig angeordnet) Bild 3 Lage der Abstandshalter/Sttzbleche (Nennlnge L = 5 000 mm) DIN 28189:2014-11 13

26、 4.1.4 Rohrbodenausfhrungen In Bild 4 und Bild 5 und Tabelle 3 sind die Mae und konstruktiven Ausfhrungen der Rohrbden festgelegt. Mae in Millimeter asiehe Bild 2 und Bild 3 asiehe Bild 2 und Bild 3Bild 4 Rohrboden Ausfhrung A Bild 5 Rohrboden Ausfhrung B Tabelle 3 Mae fr Rohrbden Mae in Millimeter

27、Nenndurchmesser DN t t1t2s r d 65 26,5 8,0 12,5 2,9 R3 25,3 80 30,5 8,0 14,5 3,2 R4 100 33,0 10,0 15,0 3,6 R5 125 33,0 10,0 15,0 4,0 R4 150 35,0 12,0 15,0 4,5 R5 200 35,0 14,0 13,0 4,5 R5 4.1.5 Rauminhalte, Austauschflchen, Durchflussmengen und Gewichte fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 In Tabelle 4 sin

28、d fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 aus unlegierten Sthlen (P235TR2, P265TR2, P235GH, P265GH) Rauminhalte, Austauschflchen, Durchflussmengen und Gewichte angegeben. In Tabelle 5 sind fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 aus nichtrostenden Sthlen (Werkstoffnummern 1.4404, 1.4541 und 1.4571) Rauminhalte, Austaus

29、chflchen, Durchflussmengen und Gewichte angegeben. DIN 28189:2014-11 14 Tabelle 4 Modulwrmeaustauscher Typ 1 aus unlegierten Sthlen Nenndurch-messer DN Nennlnge L mm uere Austauschflche Leergewichte Rauminhalte Anzahl der Innenrohre Durchflussmengen je Element je Verbin-dungsteil in den Rohren um di

30、e Rohre in den Rohren um die Rohre je Element je Verbin-dungsteil m2kg l m3/h bei einer mittleren Strmungs-geschwindigkeit von 1 m/s 65 2 500 0,60 38,1 7,9 3,1 1,6 6,5 3 3,7 8,7 5 000 1,20 60,2 5,6 12,5 80 2 500 0,80 59,2 9,9 4,1 2,5 9,2 4 5,0 12,2 5 000 1,60 80,2 7,6 17,8 100 2 500 1,35 71,8 14,0 7

31、,5 5,5 15,2 7 8,7 20,1a5 000 2,75 119,8 13,6 28,7 125 2 500 2,35 103,1 20,6 12,7 9,6 22,4 12 15,0 27,8 a5 000 4,70 174,1 23,1 41,3 150 2 500 3,70 143,3 28,5 26,1 16,5 33,2 19 23,7 38,2a5 000 7,40 247,3 49,1 58,7 200 2 500 7,30 255,5 52,3 37,3 36,2 53,7 37 46,1 62,2a5 000 14,60 447,2 69,3 91,5 aOhne

32、Einbauten gerechnet; im Bereich der Sttzbleche erhht sich die mittlere Strmungsgeschwindigkeit um hchstens 40%. DIN 28189:2014-11 15 Tabelle 5 Modulwrmeaustauscher Typ 1 aus nichtrostenden Sthlen Nenndurch-messer DN Nennlnge L mm uere Austauschflche Leergewichte Rauminhalte Anzahl der Innenrohre Dur

33、chflussmengen je Element je Verbin-dungsteil in den Rohren um die Rohre in den Rohren um die Rohre je Element je Verbin-dungsteil m2kg l m3/h bei einer mittleren Strmungs-geschwindigkeit von 1 m/s 65 2 500 0,60 37,0 7,5 3,2 1,6 6,9 3 3,7 8,9 5 000 1,20 58,0 5,7 13,2 80 2 500 0,80 46,7 9,2 4,1 2,6 9,

34、6 4 5,0 12,7 5 000 1,60 72,6 7,6 18,4 100 2 500 1,35 66,9 12,7 7,7 5,4 15,9 7 8,7 20,9a5 000 2,75 110,9 13,8 30,0 125 2 500 2,35 97,1 17,9 12,4 9,9 24,2 12 15,0 29,0a5 000 4,70 162,1 22,8 43,9 150 2 500 3,70 129,8 23,3 19,2 17,0 34,9 19 23,7 40,5a5 000 7,40 221,8 35,2 62,1 200 2 500 7,30 217,2 35,3

35、36,6 38,4 59,0 37 46,1 62,4 a5 000 14,60 369,2 68,6 102,0 aOhne Einbauten gerechnet; im Bereich der Sttzblechebleche erhht sich die mittlere Strmungsgeschwindigkeit um hchstens 40%. DIN 28189:2014-11 16 4.1.6 p/T-Ratings fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 Die p/T-Ratings wurden nach AD 2000-Merkblttern e

36、rmittelt und sind Tabelle 6 zu entnehmen. Entsprechend den betrieblichen Bedingungen fr die Rume in den Rohren und um die Rohre ist das gleiche p/T-Rating nach Tabelle 6 anzusetzen. Es ist jeweils die hhere Temperatur mageblich. Tabelle 6 p/T-Ratings fr Modulwrmeaustauscher Typ 1 Nenndurch-messer DN

37、 max. Temperaturdifferenz aIn den Rohren / um die Rohre unleg. Sthle nichtrostende Sthle maximal zulssiger Druck (PS) in bar bei zulssiger maximaler Temperatur (TS) von -10 C bbis 20 C 120 C 200 C 250 C 300 C 65 30 C 25 C 16/-1 14,5/-1 12/-1 11/-1 10/-1 80 100 125 150 200 10/-1 9/-1 7,5/-1 7/-1 6/-1

38、 aBis zu dieser Differenz der mittleren Rohrwandtemperatur ist kein Kompensator im Mantelrohr erforderlich (siehe Anhang B). bFr Modulwrmeaustauscher aus nichtrostenden Sthlen betrgt die zulssige minimale Temperatur -60C, wenn fr die Verbindungsschrauben die Werkstoffe A2, A4 oder 25CrMo4 verwendet

39、werden. DIN 28189:2014-11 17 4.2 Modulwrmeaustauscher Typ 2 Doppelmantelrohr 4.2.1 Hauptmae Fr Grenzabmae und Toleranzen gilt DIN 28008. Legende 1 Versteifung (falls erforderlich) 2 Element 3 Verbindungsteil aDistanzstck ist anzupassen.Bild 6 Modulwrmeaustauscher Typ 2 DN 20 bis DN 200 In Tabelle 7

40、sind die Hauptabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 festgelegt. Die Wanddicke s1ist die Innenrohrwanddicke, die Wanddicke s2ist die Mantelwanddicke und die Wanddicke s3ist die Stutzenwanddicke.DIN 28189:2014-11 18 Tabelle 7 Hauptabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 DN 20 bis DN 200 Mae in M

41、illimeter N3/N4 Nenn-lnge L d1d2h1h2l1l2l3N1/N2d3Mantelrohranschluss DN PN DN PN 20 16 2 500 26,9 42,4 79,0 160 2 583 101,5 2 452 32 16 42,4 Ausfhrung A (Bild 7), B (Bild 8) oder C (Bild 9) bei Bestellung angeben. 5 000 5 083 4 952 25 16 2 500 33,7 48,3 89,0 180 2 583 106,5 2 447 40 16 48,3 5 000 5

42、083 4 947 32 16 2 500 42,4 60,3 99,0 200 2 587 113,5 2 450 50 16 60,3 5 000 5 087 4 950 50 16 2 500 60,3 88,9 119,0 240 2 633 149,5 2 454 80 16 88,9 5 000 5 133 4 954 80 16 2 500 88,9 114,3 151,5 305 2 638 150,0 2 454 80 16 88,9 5 000 5 138 4 954 100 16 2 500 114,3 168,3 227,5 457 2 644 175,0 2 454

43、100 16 139,7 5 000 5 144 4 954 150 16 2 500 168,3 219,1 304,0 610 2 654 225,0 2 410 150 16 168,3 5 000 5 154 4 910 200 10 2 500 219,1 273,0 366,0 762 2 658 285,0 2 368 200 10 219,1 5 000 5 158 4 868 200 16 2 500 219,1 273,0 366,0 762 2 658 285,0 2 368 200 16 219,1 5 000 5 158 4 868 DIN 28189:2014-11

44、 19 Beispielhaft sind in den Bildern 7 bis 9 Doppelmantelrohranschlsse dargestellt. Legende 1 gewlbter Boden nach DIN 28011 oder Kappe nach DIN EN 10253-2 oder DIN EN 10253-4 mit Wanddicke s2, ggf. ist eine Beidrehung auf s2erforderlich. Bild 7 Ausfhrung A (Regelausfhrung ohne Kompensator im Mantel)

45、 Bild 8 Ausfhrung B (ohne Kompensator im Mantel, nur fr unlegierte Sthle) DIN 28189:2014-11 20 Mae in Millimeter Bild 9 Ausfhrung C (mit Kompensator im Mantel) In Tabelle 8 sind die Rohrabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 aus unlegierten Sthlen (P235TR2, P265TR2, P235GH, P265GH) festgelegt. Di

46、e Wanddicke s3 ist die Stutzenwanddicke nach DIN 28115 (verstrkte Ausfhrung). Alternativ dazu sind Stutzenwanddicken fr eine unverstrkte Ausfhrung angegeben (z. B. bei Aushalsung). In Tabelle 9 sind die Rohrabmessungen fr Modulwrmeaustauscher aus nichtrostenden Sthlen (Werkstoffnummern 1.4404, 1.454

47、1 und 1.4571) festgelegt. Die Wanddicke s3 ist die Stutzenwanddicke nach DIN 28025 (verstrkte Ausfhrung). Alternativ dazu sind Stutzenwanddicken fr eine unverstrkte Ausfhrung angegeben (z. B. bei Aushalsung). Tabelle 8 Rohrabmessungen fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 aus unlegierten Sthlen Mae in Milli

48、meter Innenrohr Mantelrohr a Stutzenrohr N1/N2N3/N4DN d1PN10 aPN16aDN d2PN10/ PN16aDN d3PN10/PN16as1s2s3unverstrkt verstrkt b20 26,9 2,3 32 42,4 2,6 3 32 42,4 2,6 4,0 25 33,7 2,6 40 48,3 2,6 40 48,3 2,6 4,0 32 42,4 2,6 50 60,3 2,9 50 60,3 2,9 4,5 50 60,3 2,9 80 88,9 3,2 80 88,9 3,2 5,0 80 88,9 3,2 5,0 100 114,3 3,6 80 88,9 3,2 5,0 100 114,3 3,6 5,6 150 168,3 4,5 125 139,7 4,0 5,6 150 168,3 5,6 200 219,1 4,5 5 150 168,3 4,5 5,6 200 219,1 6,3 7,1 250 273,0 5,0 6 200 219,1 4,5 6,3 aPN-Stufe fr Modulwrmeaustauscher Typ 2 nach