不锈钢换热管破裂是一种极端工况，是可能发生的意外事故。计算换热器不锈钢换热管破裂工况的安全泄放量，尤其是有闪蒸的气液两相安全泄放流量的计算，是工程设计的一个难点。通过对己发表的公式进行分析对比，在查找资料和工程设计实践经验的基础上，提出不锈钢换热管破裂工况安全泄放量的计算方法。

石油化工装置的原料和产品绝大多数是易燃、易爆或有毒的介质，危害性极大，设计中采用的安全措施很多，通常应用安全阀来保护设备，以防止因设备超压而导致设备爆炸或破裂，造成介质泄漏、火灾、污染环境及人身伤害等危害。换热设备整个管程完全破裂，管程内大量高压流体流入换热器的低压侧，是一种极端工况。对此工况的泄放量，AＳME和AＰI５２１均提出了指导性的意见，但未提供具体的计算方法。国内的资料和文献中提供了一些计算方法，但计算结果相差较大。对高压介质通过破裂处发生闪蒸的工况，也没有明确的计算方法。

文中所指的高压侧，均指换热器的管程；所指的低压侧，均指换热器的壳程。

不锈钢换热管破裂的工况分析

决定换热器在不锈钢换热管破裂时是否需要超压保护（设置安全阀或爆破片），应与整个低压系统的超压情况一起考虑，可按以下原则进行：

１）换热器运行中，当内部气体所占的容积大于或等于换热器体积的５０％，且高压侧设计压力超过低压侧设计压力的１．２５倍时，低压侧应设安全阀。

２）换热器运行中，当液体容积大于或等于换热器体积的５０％，高压侧设计压力低于７MＰa（表压），且不锈钢换热管损坏会造成低压侧压力超过其设计压力的１．５倍时，低压侧应设安全阀。

３）换热器运行中，当液体容积大于或等于换热器体积的５０％，不锈钢换热管破裂造成低压侧压力超过其设计压力，高压侧设计压力大于７MＰa（表压），且高低压侧比值大于1.5或高低压侧的压差大于或等于７MＰa时，则低压侧需设置爆破片。

结语

１）对已发表的不锈钢换热管破裂工况泄放量的计算公式进行分析比较，并找到了这些公式的初始来源，发现这些公式都是对初始公式的简化，与实际流动有一定的偏差。

２）计算时应考虑是否达到临界流动。应计算出临界流动压力，比较低压侧压力和临界流动压力的大小，取两者中的较大值来计算压差。

３）本文提出了不锈钢换热管破裂泄放量的计算步骤，特别提出了经过不锈钢换热管破裂处有相变的泄放量计算方法，对工程设计有一定的指导意义。