U形管换热器课程设计-- U形管换热器结构设计

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1、 1 目目 录录 过程设备课程设计任务书 3 前言 4 摘 要 5 第一章 绪论 6 1.1 管壳式换热器的概述 . 6 1.2 本毕业设计的目的 . 6 1.3、设计的要求及内容 . 6 1.4 、课程设计的步骤 7 1.4.1 设计的准备阶段 . 7 1.4.2 机械结构设计 . 8 第二章 换热器结构设计 8 2.1 换热管数的计算. 8 2.2 换热管排列方式，管间距的确定 9 2.3 筒体结构设计 . 10 2.4 管箱及封头 10 2.4.1 管箱管箱分类 10 2.4.2 封头 11 2.5 接管、接管法兰 . 11 2.5.1 接管 11 2.5.2 接管法兰的确定 12 2.

2、5.3 管箱法兰和管箱侧壳体法兰 12 2.6 管箱的最小内测深度 . 12 2.7 分程隔板 13 2.8 U 形管 13 2.8.1 U 形管选择 13 2.8.2 U 形管弯管段的弯曲半径 13 2.9 管板 . 14 2.91 分程隔板槽 . 14 2.9.2 管板 14 2.9.3 布管定圆 14 2 2.9.4 管孔 15 2.9.3 拉杆孔 15 2.10 换热管与管板的连接 . 15 2.11 折流板和支撑板管孔. 16 2.12 U 型管尾部支撑. 17 2.11 拉杆. 17 2.12 折流板 18 2.12.1 折流板的主要几何参数 . 18 2.12.2 折流板与壳体间

3、隙 18 2.12.3 折流板厚度. 18 2.12.4 折流板的管孔. 19 2.12.4 材料的选取. 19 2.13 滑道 19 2.14 防短路结构. 20 2.14.1 旁路挡板 . 20 2.14.2 挡管 . 20 2.14.3 中间挡板 . 21 2.15 垫片设计. 21 2.16 支座. 22 2.17 附件 22 (1)起吊附件 22 三、确定设计压力. 22 3.1 筒体壁厚计算 22 3.2 筒体短节、封头厚度计算 23 3.3 管箱短节、封头厚度计算 24 3.4 管箱短节开孔补强的校核 25 3.5 壳体接管开孔补强校核 26 参考文献. 27 3 过程设备课程设

4、计任务书过程设备课程设计任务书 一、设计题目：设计题目： U 形管换热器结构设计 二、二、设计任务及条件：设计任务及条件： 表 2-1 冷却流体参数 被冷却流体 热空气 进气温度 150 出气温度 40 设计温度 150 设计压力 2.5Mpa 表 2-2 冷却介质参数 冷却介质类型 循环水OH 2 进口温度 30 出口温度 40 设计温度 40 设计压力 1.0Mpa 以下为参考数据 换热面积 2 m 90 换热管规格及管束级别 192 长 6m 类 程数 2 2 标准规范 GB150-1999；GB151-1999 三、设计内容：三、设计内容： 1、根据两种介质的流量、进出口温度、操作压力

5、等计算出换热器所需的传递热 量 2、根据介质性质选择合适的材料。 3、选择换热器的结构形式。 4、计算所需要的换热面积。 5、管字数的计算。 6、管子的排列方式，管间距的确定。 7、换热器壳体直径、壁厚的确定； 8、换热器封头的选择。 9、管板尺寸的确定。 10、管子拉脱力的计算。 11、计算是否安装膨胀节。 12、折流板，开孔补强和支座的设计。 三、三、设计成果：设计成果： （1）设计说明书一份； （2）换热器装配图一张； 4 前言前言 换热器是一种广泛使用的工艺设备，在炼油、化工、动力、钢铁、食品、发 电及其他许多行业中是主要的工艺设备之一，在生产中占有重要的地位。尤其是 化工生产中，换热

6、器关系到生产的正常运行和操作费用。因此，换热器的研究倍 受重视。 从换热器的设计、 制造、 结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。 特别是七十年代初发生能源危机以来， 各国都纷纷寻找新的能源及节约能源的途 径，而换热器是节约能源的有效设备。在余热回收、利用地热、太阳能等方面都 离不开换热器。因而各国都在致力于研究各种高性能换热器及换热元件，其中不 少是国家直接下达的重点课题。 工业生产中所用换热器的种类很多， 其中管壳式换热器是目前应用最为广泛 的一种，因其操作弹性大，结构坚固，能在高温、高压条件下使用，而且可供选 择的结构材料范围广，适用性较强等原因，故它在工业生产中占据着主导地位。 据资料表明，所有换热设备中，管壳式占整个换热器投资的 50%70%。而 U 形 管式换热器在管壳式换热器中又有如下特点：管束可以自由伸缩，不会产生温差 应力，结构简单，造价较低，管外容易清洗。因此，U 形管式换热器的研究和设 计对炼油和化工生产等行业具有重要的意义。 5 摘摘 要要 换热器为石油,化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺 设备。依据 G