浮头式换热器毕业设计毕业设计（论文）专业：过程装备与控制工程题目：BJS1200浮头式冷凝器设计作者姓名：导师及职称：导师所在单位：二〇一三年六月十六日本科毕业设计（论文）任务书2012 届机械与汽车工程学院过程装备与控制工程专业学生姓名：Ⅰ毕业设计（论文）题目中文：BJS1200浮头式冷凝器设计英文：The design ofBJS1200 floating head condenserⅡ原始资料1. 马小明、钱颂文、朱冬生等. 管壳式换热器[M]，北京：中国石化出版社，2010.2. 董其伍、张垚。
换热器 [M]，北京：化学工业出版社，2008.3.GB_151-1999_管壳式换热器Ⅲ毕业设计（论文）任务内容1、课题研究的意义换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。
换热器因而面临着新的挑战。
换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。
目前在发达的工业国家热回收率已达 96%。
换热设备在现代装置中约占设备总重的 30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约 70%。
其余 30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备，其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。
在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。
浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。
换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。
壳体一般为圆筒形，也可为方形。
管箱有椭圆封头管箱、球形封头管箱和平盖管箱等。
分程隔板可将管程及壳程介质分成多程，以满足工艺需要。
管壳式换热器主要有固定管板式，U型管式和浮头式换热器。
针对固定管板式与U型管式的缺陷，浮头式作了结构上的改进，两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。
浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力。
浮头式换热器的优点还在于方便拆卸，清洗方便，对于管子和壳体间温差大、壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况很能适应。
其缺点在于结构复杂、填塞式滑动面处在高压时易泄露，这使其应用受到限制，适用压力为：1.0Mpa～6.4Mpa。
换热器（热交换器）是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，换热器按传热方式的不同可分为混合式（混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器）、蓄热式（蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体（填料）表面，从而进行热量交换的换热器）和间壁式（随间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广）三类。
在我国换热器的制造技术远落后于外国，由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。
随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。
在我国随着经济快速发展的同时，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。
2、本课题研究的主要内容：（1）完成冷凝器（管程设计压力为2.5MPa，壳程设计压力为1.0MPa,壳程介质R113即三氯三氟乙烷进出口温度65ºC/40ºC，管程介质自来水进出口温度18ºC/34ºC，公称换热面积610m2）整体结构及零部件设计计算。
（2）进行冷凝器的热力过程分析，完成换热器受压元件的强度计算，完成传热面积及换热量的计算。
3、提交的成果：（1）毕业设计（论文）正文；（2）A1图纸1张，A2图纸1张，A3图纸1张；（3）至少一篇引用的外文文献及其译文；（4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。
指导教师（签字）教研室主任（签字）批准日期接受任务书日期完成日期接受任务书学生（签字）BJS1200浮头式冷凝器设计摘要换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。
换热器因而面临着新的挑战。
换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。
目前在发达的工业国家热回收率已达 96%。
换热设备在现代装置中约占设备总重的 30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约 70%。
其余 30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备，其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。
在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。
本设计旨在本课题研究的主要内容：（1）完成冷凝器整体结构及零部件设计计算。
（2）进行冷凝器的热力过程分析，完成换热器受压元件的强度计算，完成传热面积及换热量的计算。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管板对热膨胀是自由的，因此当两种介质温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束能容易地插入或抽出壳体，这样方便清洗和检修。
由于该换热器结构复杂，而且浮动端小盖在操作时无法得知其泄露情况，所以在安装时应特别注意其密封。
在我国换热器的制造技术远落后于外国，由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。
随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。
在我国随着经济快速发展的同时，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。
关键词：浮头;换热器;换热管;筒体强度The design of BJS1200 floating head condenserAbstractThe heat exchanger is the national economy and industrial production is widely used in the field of heat exchange equipment. With modern new techniques, new technologies, new materials and the continuous development of increasingly serious energy problems, the world has generally been the depth of petrochemical processing and comprehensive utilization of energy placed a very important position. Heat exchanger and thus facing new challenges. The performance of the heat exchanger product quality, energy efficiency and system reliability, economy of operation and plays an important role, and sometimes a decisive role. Currently in the advanced industrial countries has reached 96% heat recovery. Heat exchanger equipment in modern devices accounted for 30% of the total weight, shell and tube heat exchangers which still account for the absolute advantage, about 70%. The remaining 30% for all types of efficient and compact heat exchangers, heat pumps and new heat pipe heat storage and other equipment, including plate, spiral plate, plate-fin heat transfer components and a variety of efficient development very rapidly. Continue to improve the thermal efficiency of the device at the same time, to promote heat transfer equipment, compact structure, product serialization, standardization and specialization, and the direction toward the large-scale development. The design of the mainaims of this research content：(1) Completion of the overall structure and components condenser design calculations.(2) For the condenser thermodynamic process analysis, the completion of the intensity of the heat exchanger calculation of pressure parts to complete the heat transfer area and heat transfer calculations.Floating head heat exchanger tube sheet and the case is fixed at one end, one end of the tube plate can be free floating within the housing, the housing and the tube plate is free to thermal expansion, so that when a large temperature difference between the two media, the bundle and the housing no temperature difference between the stress. Floating terminal designed detachable structure, the bundle can be easily inserted into or out of the housing, so easy cleaning and maintenance. Since the complex structure of the heat exchanger, and a small floating end cap in operation not know it leaks, so the installation should pay particular attention to the sealing.In the manufacture of heat exchanger technology is far behind the other countries, due to the manufacturing process and scientific level constraints, early heat exchanger only simple structure, and the heat transfer area is small,bulky and bulky, such as snakes and tube heat exchanger and so on. With the development of manufacturing processes, and gradually form a shell and tube heat exchanger, it not only has a larger unit volume heat transfer area, and the heat transfer effect is also good for a long time in industrial production as a typical exchange heat.目录引言........................................... ............................................. ............................................. .........................- 2 -第1章绪论 (2)第2章热力分析及计算.......................... - 2 -2.1换热量计算.......................... - 2 -2.1.1计算冷却水流量........... - 2 -2.2换热管的设计......................... - 3 -2.2.1管径及管长的选择......... - 3 -2.2.2换热管数量的计算......... - 3 -2.2.3换热管排布方式........... - 4 -2.2.4管中心距和相邻管中心距的确定- 4 - 第3章结构设计 ............................. - 5 -3.1折流板的尺寸......................... - 6 -3.1.2板外径的确定............. - 6 -3.1.3厚度和间距的确定......... - 7 -3.2防冲板的设计......................... - 9 -3.3换热管与管板连接....................... - 9 -3.4壳体、封头和管箱壳体的设计................. - 9 -3.4.1壳体的厚度............... - 9 -3.5.2接管外伸长度............ - 11 -3.5.3壳体接管最小位置的确定.. - 11 -3.5.4管箱接管位置的最小尺寸.. - 13 -3.6管板的设计......................... - 13 -3.6.1固定管板管板最小厚度.... - 13 -3.6.2管板尺寸................ - 14 -3.7拉杆的选择......................... - 14 -3.7.1拉杆的尺寸.............. - 14 -3.8法兰的设计......................... - 16 -3.8.1法兰密封面的型式........ - 16 - 3.8.2法兰种类................ - 16 -3.8.4管箱接管法兰............ - 18 -3.8.5壳体法兰................. - 0 -3.9 支座设计........................... - 0 -3.9.1支座尺寸................. - 0 -3.9.2支座的安装尺寸........... - 1 -3.10补强圈的设计 ........................ - 1 -3.11垫片选择........................... - 2 -3.11.1垫片的分类.............. - 2 -3.11.2管箱、壳体接管和筒体法兰连接垫片 ............................ - 2 - 3.12焊接............................. - 2 -3.12.2焊接坡口形式............ - 3 -3.12.3焊接材料................ - 3 -第4章水压试验和受压元件校核........... ..........- 4 -4.1封头水压试验............. 错误！未定义书签。