1、固定管板式换热器课程设计 1 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 . 5 2.1 设计任务书 5 2.2 设计方案 . 5 2.3 确定物性数据 5 2.4 估算传热面积. 6 2.5 工艺结构尺寸. 7 2.6 换热器核算 . 10 2.6.1 热流量核算 10 2.6.2 壁温核算 12 2.7 换热器内流体的流动阻力 . 12 2.7.1 管程阻力 . 12 2.7.2 壳程阻力 . 13 2.8 换热器的主要结构尺寸和计算结果 14 3 换热器结构设计与强度校核 16 3.1 壳体与管箱厚度的确定 16 3.1.1 壳体
2、和管箱材料的选择 16 3.1.2 圆筒壳体厚度的计算及校核 . 16 3.1.3 管箱厚度计算及校核 . 17 3.2 隔板 . 18 3.3 接管设计 19 2 3.3.1 壳程接管 19 3.3.1 管程接管 20 3.3.2 排液口、排气口 21 3.4 开孔补强 21 3.5 法兰与垫片 . 21 3.5.1 管箱法兰与封头法兰 21 3.5.2 垫片 22 3.6 管板设计 23 3.6.1 管板厚度设计 23 3.6.2 换热管与管板连接方式 . 24 3.6.3 换热管与管板连接拉脱力校核 24 3.6.4 管板与筒体连接方式 . 25 3.6.5 管板尺寸 25 3.7 接管
3、位置确定 . 25 3.7.1 壳程接管位置的最小尺寸 25 3.7.2 管程接管位置的最小尺寸 26 3.8 管箱和封头长度及与筒体的连接方式 26 3.9 折流板 27 3.9.1 折流板的形式和尺寸 . 27 3.9.3 折流板的布置 . 27 3.10 拉杆、定距管. 27 3.10.1 拉杆尺寸 28 3.10.2 定距管 28 3.11 防冲板. 28 固定管板式换热器课程设计 3 3.12 旁路挡板 . 29 3.13 保温层 29 3.14 鞍座 29 3.14.1 鞍座安装尺寸 29 3.14.2 鞍座尺寸: . 29 总结. 31 参考文献 32 4 1 前言前言 1.1
4、换热器的应用换热器的应用: 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
5、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
6、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。 5 2 工艺计算工艺计算 2.1 设计任务书设计任务书 设计类型:固定管板式换热器 设计基本参数: 换热器的结构与布局由设计确定 工作介质: 管程:油 壳程:水 质量流量: 油入口温度: 出口温度: 工作压力: 管程 壳程 其他参数由设计计算确定 要求选用合适的材料、元器件和其他零部件等。 2.2 设计方案设计方案 (1) 水温选择：本次设计考虑到经济和设备安全问题，选择水的进口温度为常温 ，出口温度为 。 (2) 流程安排： 由于本次设计的热流体油的温度较高,而且水的腐蚀性和结垢性高 于油，所以选择油走管程,水走壳程。 2.3 确定物性数据确定物性数据 定性温度：对于一般的轻质油和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温 度的平均值。故 壳程油的定性温度为： 管程水的定性温度为:
