固定管板式换热器的设计学生:库勇智,化学与环境工程学院指导教师:王小雨,江汉大学摘要换热器是用来在流体间交换热量的装置,在化学专业中具有非常重要的地位,被使用于化工各行业中。
由于其中固定管板式换热器管板和壳体是一体构造,具有结构简单、造价十分便宜的优点,所以被普遍的使用。
这篇设计说明书上面着重说明了换热器的换热面积、各个设计压力和设计温度以及接管等数据参数。
根据上面所给的数据和换热器类型来对换热器的各个零部件,即换热管根数,尺寸、排列方式,壳体和管箱、封头等等,最后校核、压力试验,根据工艺结构选出材料,最后作图。
本设计说明书的每一部分都是完全参照GB150-2011《压力容器》和GB151-2014《热交换器》中固定管板式换热器的有关标准来计算、校核和选型的。
关键词管壳式换热器;固定管板式换热器;加热器AbstractHeat exchanger is a device for exchanging heat between the fluids and in chemistry has a very important position, is used in the chemical industry. Because of the fixed tube plate heat exchanger tube plate and the shell is an integral structure, with has the advantages of simple structure, low cost advantages, so be widely use.The design specification above illustrates the change of the heat exchange area of the heat exchanger, each design pressure and temperature and over data parameters. According to the data given above and the heat exchanger type heat exchanger parts, i.e. the heat exchange tube number, size, arrangement, shell and tube box, head, and so on, finally checking, pressure test, selected according to process structure materials. Finally, drawing.The design specification is strictly according to GB150-2011< pressure container > and heat GB151-2014< exchanger is > fixed tube plate heat exchanger of the relevant provisions of the calculation, selection and checking.Key wordsShell and tube heat exchanger ;fixed tube heat exchanger ;heater目录摘要--------------------------------------------------------1 目录--------------------------------------------------------3 符号说明------------------------------------------------------5 第一章绪论---------------------------------------------------6 第1.1节换热器的分类-----------------------------------------6 第1.2节固定管板式换热器的特点-------------------------------6 第二章换热器的工艺设计---------------------------------------7 第2.1节各部件的材料-----------------------------------------7 第2.2节换热器的工艺条件-------------------------------------7 第2.3节估算设备尺寸-----------------------------------------8 第三章结构强度设计与校核------------------------------------9 第3.1节壳体和管箱的厚度计算--------------------------------9 第3.2节封头的计算------------------------------------------11 第3.3节垫片------------------------------------------------12 第3.4节螺栓------------------------------------------------12 第3.5节法兰------------------------------------------------13 第3.6节开孔补强的计算--------------------------------------14 第3.7节压力试验--------------------------------------------15 第四章零部件的选型-----------------------------------------16 第4.1节换热管的型式和尺寸----------------------------------16 第4.2节折流板----------------------------------------------17 第4.3节定距管和拉杆----------------------------------------18 第4.4节防冲板----------------------------------------------19 第4.5节接管------------------------------------------------20 第4.6节管箱------------------------------------------------22第4.7节管板的结构尺寸--------------------------------------22第4.8节封头------------------------------------------------23 第4.9节螺栓的选型------------------------------------------24 第4.10节鞍座的选取-----------------------------------------24 第五章换热器的连接形式-------------------------------------26 第5.1节传热管与管板的连接----------------------------------26 第5.2节管板与壳体的连接------------------------------------27 第5.3节管板与法兰的连接------------------------------------28 第六章换热器的制造、检验及安装-----------------------------28 第6.1节总体制造工艺----------------------------------------28 第6.2节筒体的制造------------------------------------------29 第6.3节封头的制造------------------------------------------30 第6.4节管板的制造------------------------------------------31 第6.5节管束的制造------------------------------------------31 第6.6节折流板的制造----------------------------------------32 第6.7节换热器的质量检测------------------------------------32 第6.8节装配------------------------------------------------32 第6.9节油漆、包装------------------------------------------33总结---------------------------------------------------------34 致谢---------------------------------------------------------34参考文献-----------------------------------------------------35符号说明第一章绪论换热器的工作原理是换热器中管程、壳程流体由于温度不同而产生热交换,流体来达到升高或降低温度的目的。
在我们熟悉和掌握它的特点,以及按照它的相关的一些生产方法,才可以对换热器进行合理的设计和选型。
目前换热器在我国化工行业中得到广泛的应用,所以其制造工艺的提高、设计的优化可大大提高化工企业的效益。
1.1 换热器的分类图1-2固定管板式换热器结构图固定管板式换热器制造及检验应符合GB150-2011《压力容器》,GB151-2014《管壳式换热器》中的标准来进行。
第二章换热器的工艺设计2.1各部件的材料固定管板式换热器的主要零部件选用的材料如下表2-1:表2-1选材2.2 换热器的工艺条件2.3 设备尺寸的估算2.3.1 计算传热管数NT用传热管规格为ф25x2.5x2000mm(无缝钢管还有19x2和38x2.5,使用的只用前两为:种),传热管数NT用小管径可加大传热面积、符合本换热器结构紧凑的特点、耗材少经济实惠、也能提高传热系数,但是小管径流体阻力大,不便清洗,易结垢堵塞。