课程设计-固定管板式换热器 

固定管板式换热器课程设计

目录

1 前言 ............................................... 4

1.1 换热器的应用: .................................................. 4 1.2 固定式管板换热器简介: .......................................... 4

2 工艺计算 ........................................... 6

2.1 设计任务书 ..................................................... 6 2.2 设计方案 ....................................................... 6 2.3确定物性数据 .................................................... 6 2.4 估算传热面积 ................................................... 7 2.5 工艺结构尺寸 ................................................... 8 2.6 换热器核算 .................................................... 11

2.6.1 热流量核算 .............................................. 11 2.6.2 壁温核算 ................................................ 13 2.7 换热器内流体的流动阻力 ........................................ 13

2.7.1 管程阻力 ............................................... 13 2.7.2 壳程阻力 ............................................... 14 2.8 换热器的主要结构尺寸和计算结果 ................................ 15

3 换热器结构设计与强度校核 .......................... 17

3.1 壳体与管箱厚度的确定 .......................................... 17

3.1.1 壳体和管箱材料的选择 .................................... 17 3.1.2 圆筒壳体厚度的计算及校核 ................................ 17 3.1.3 管箱厚度计算及校核 ...................................... 18 3.2 隔板 .......................................................... 19 3.3接管设计 ....................................................... 20

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西南石油大学本科课程设计

3.3.1 壳程接管 ................................................ 20 3.3.1 管程接管 ................................................ 21 3.3.2 排液口、排气口 .......................................... 22 3.4 开孔补强 ...................................................... 22 3.5 法兰与垫片 .................................................... 22

3.5.1管箱法兰与封头法兰 ....................................... 22 3.5.2 垫片 .................................................... 23 3.6 管板设计 ...................................................... 24

3.6.1管板厚度设计 ............................................. 24 3.6.2 换热管与管板连接方式 ................................... 25 3.6.3 换热管与管板连接拉脱力校核 .............................. 25 3.6.4 管板与筒体连接方式 ...................................... 26 3.6.5 管板尺寸 ................................................ 26 3.7接管位置确定 ................................................... 26

3.7.1 壳程接管位置的最小尺寸 .................................. 26 3.7.2 管程接管位置的最小尺寸 .................................. 27 3.8 管箱和封头长度及与筒体的连接方式 .............................. 27 3.9 折流板 ........................................................ 28

3.9.1 折流板的形式和尺寸 ...................................... 28 3.9.3 折流板的布置 ............................................ 28 3.10 拉杆、定距管 ................................................. 28

3.10.1拉杆尺寸 ................................................ 29 3.10.2 定距管 ................................................. 29 3.11 防冲板 ....................................................... 29

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3.12 旁路挡板 ..................................................... 30 3.13保温层 ........................................................ 30 3.14 鞍座 ......................................................... 30

3.14.1 鞍座安装尺寸 ........................................... 30 3.14.2 鞍座尺寸: .............................................. 30

总结 ................................................ 32 参考文献 ............................................ 33

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1 前言

1.1 换热器的应用:

在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。此外，换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。例如，高炉炉气（约1500℃）的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供汽、供热等的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消耗，提高工业生产经济效益。本此设计正是要利用换热器降低油的温度，从而获取热量用以供热，洗澡等。这样不仅节约了能源，同时也合理利用了资源，带来了额外的经济价值。

随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热极力的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继面世。

1.2 固定式管板换热器简介:

固定管板式换热器：其结构如图1所示。换热器的管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体相连。与其它型式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体直径相同时，可安排更多的管子，也便于分程，同时制造成本较低。由于不存在弯管部分，管内不易积聚污垢，即使产生污垢也便于清洗。如果管子发生泄漏或损坏，也便于进行堵管或换管，但无法在管子的外表面进行机械清洗，且难以检查，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。更主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，在壳体与管中将产生较大的温差应力，因此为了减少温差应力，通常需在壳体上设置膨胀节，利用膨胀节在外力作用下产生较大变形的能力来降低管束与壳体中的温差应力。

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