摘要本次设计为浮头式换热器，浮头式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等组成。
浮头换热器的一端管板与壳体固定，另一端为浮动管板。
因此其优点为热应力较小，便于检查和清洗，缺点为结构较为复杂。
在传热计算工艺中，包括传热量、传热系数的确定和换热器径及换热管型号的选择，以及传热系数、阻力降等问题。
在强度计算中主要讨论的是筒体、管箱、管板厚度计算以及折流板、法兰和接管、支座、分隔板等零部件的设计，还要进行一些强度校核。
本设计是按照GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》设计的。
换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处见，是不可缺少的工艺设备之一。
随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果。
关键字：换热器，工艺计算，强度校核AbstractThis design is floating head heat exchanger, it is made up of tube box 、tube sheet、shell、heat exchange tube、baffle plate、draw bar、spacer pipe、hook circle、floating head cover and so on. One tube sheet of the exchanger is connected with shell, and the other tube sheet is floating tube sheet. So it’s easy to check and clean. On the other hand the structure of it complex. In the process of heat transfer calculation, include area computation 、capacity of heat transmission 、the determine of heat transfer coefficient and the choice of the heat exchange tube. About strength calculation, it involve the calculating of shell、tube box、sealing head and so on. This design is according to GB151 << shell-and-tube heat exchanger >> and GB150 << Steel pressure vessel >> to design. Heat exchanger is one of the indispensable process equipment. With the deepening of the research, industrial application made remarkable achievements.Keywords:heat exchanger; Process calculation；strength check目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第一章概述 (2)1.1 何为换热器 (2)1.2 换热器的应用 (2)1.3 换热器分类 (3)1.3.1 按传热原理分类 (3)1.3.2 按结构分类 (3)1.3.3 按传热种类分类 (3)1.3.4 按强化传热元件分类 (3)1.3.5 按材料分类 (3)1.4 换热器的结构和使用特点 (4)1.4 .1 浮头式换热器 (4)1.4.2 固定管板式换热器 (5)1.4.3 U形管换热器 (6)1.5 设计的思想 (7)1.5.1 首先设计必须满足生产需要 (7)1.5.2 设计必须安全可靠 (7)1.5.3 设计必须经济合理 (7)1.6 设计的特点 (8)第二章设计主要参数 (9)2.1 原始数据 (9)2.2 定性温度及物性参数 (9)第三章零件结构型式的选择 (10)3.1 前端管箱 (10)3.2 壳体 (11)3.3 后端管箱 (11)3.4 管束分程和分程隔板的布置 (11)3.4.1 管束分程 (11)3.4.2 分程隔板的布置 (11)3.5 换热管 (12)3.5.1 换热管的长度 (12)3.5.2 规格及尺寸偏差 (12)3.5.3 布管 (12)3.6 管子与管板的连接 (13)3.7 管板与壳体的连接 (14)3.8 折流板、支持板的选择 (15)3.9 拉杆的选择 (15)3.10 定距管的选择 (16)3.11 防冲板的选择 (16)3.12 排液口和排气口的选择 (16)第四章传热工艺技术 (18)4.1 有效平均温度 (18)4.2 传热量和流量 (18)4.3 管程换热系数计算 (19)4.4 结构初步设计 (19)4.5 壳程换热系数计算 (20)4.6 强度计算 (21)4.6.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定 (21)4.6.2 确定壳体径 (21)4.6.3 确定壳体壁厚 (21)4.6.4 壳体液压试验 (22)4.6.5 管箱封头厚度计算 (23)4.6.6 管箱短节厚壁计算 (24)4.6.7 管箱液压试验 (24)4.6.8 管板的设计 (25)4.6.9 钩圈式浮头 (25)4.6.10 管程压力作用下浮头盖的设计 (26)4.6.11 浮头侧封头厚度 (26)4.6.12 折流板的选择 (27)4.6.13 设备法兰的选择 (28)4.7 换热面积校核 (35)4.8 支座强度校核 (36)4.8.1 反力计算 (37)4.8.2 筒体轴向弯矩计算 (37)4.8.3 筒体轴向弯曲应力校核 (38)4.8.4 鞍座腹板强度校核 (38)4.9 阻力计算 (38)4.9.1 管程阻力计算 (38)4.9.2 壳程压力降 (39)第五章整体尺寸布局 (42)结论 (43)致 (44)参考文献 (45)前言毕业设计是完成教学计划实现专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节。
它对提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力以及培养学生的工作作风、工作态度和处理问题等方面具有很重要的意义。
毕业设计的题目是浮头式换热器设计。
这次设计中的主要容为换热器的工艺计算、换热器的结构与强度设计。
其中，工艺计算主要是确定换热器的换热面积、换热器的选型、压降计算等；而结构与强度设计则主要包括：管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、浮头盖及浮头法兰的计算、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。
在设计过程中，我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈的竞争。
同时为了使本次设计能够进行顺利，我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献，并做了一定的摘要。
因为换热器设计是属于压力容器设计畴，与我所学的课程有紧密的联系，所以这次设计对我的设计能力有了很大的提高。
它不仅使我贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识，还培养和提高我们群体合作、相互配合的工作能力。
换热器在设计过程中为技术分析与产品开发可以为设计者提供一个广阔的思维想象空间，还能激发设计者的创新意识。
在设计过程中，我们可以很好地将所学的知识加以应用，在自己的脑海中巩固，这是我选择这个课题的初衷，而事实上我也达到了预期的目的。
第一章概述1.1 何为换热器换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。
换热器的分类比较广泛：反应釜、压力容器、冷凝器、反应锅、螺旋板式换热器、波纹管、换热器、列管换热器、板式换热器、螺旋板换热器、管壳式换热器、容积式换热器、浮头式换热器、管式换热器、热管换热器、汽水换热器、换热机组、石墨换热器、空气换热器、钛换热器、换热设备，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。
它可以用石墨、瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。
但是用石墨、瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。
1.2 换热器的应用换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。
因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视，在全世界第一次能源危机爆发以来,各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。
据统计，在现代石油化工生产中，换热器的投资约占总投资的3O％～40％，正因如此设计投资省，能耗低，传热系数高，维修方便的换热器是大势所趋，在研究投人大、人力资源配备足的情况下,一批具有代表性的高效换热器和强化传热元件诞生，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T 形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯，社会效益非常显著，大大缓解了能源的紧状况。
其中管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热设备，已作为一种标准换热设备。
这种换热器的特点是易于制造，生产成本较低，选用的材料围广，换热表面的清洗比较方便，适应性强，处理能力大，高温和高压下亦能应用。
与各种换热器相比，主要优点是单位体积所具有的传热面积较大以及传热效果较好；此外，结构简单，操作弹性也较大等，因此在高温、高压和大型装置上多采用管壳式换热器。
1.3 换热器分类换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普遍，特别是耗能用量十分大的领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构和型式亦不同，以下列举其中的几种分类: 1.3.1 按传热原理分类1）直接接触式换热器这类换热器的主要工作原理是两种介质经接触而相互传递热量，实现传热，接触面积直接影响到传热量。
这类换热器的介质通常是一种是气体，另一种为液体，主要是以塔设备为主体的传热设备，但通常又涉及传质，故很难区分与塔器的关系，通常归为塔式设备，电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。
2）蓄能式换热器（简称蓄能器）这类换热器用量极少，原理是通过一种固体物质，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到传递热量的目的。
3）板、管式换热器这类换热器用量非常大，占总量的99%以上，原理是热介质通过金属或非金属将热量传递给冷介质的传热设备，这类换热器是我们通常称为管壳式、板式、板翅式或板壳式换热器。