固定管板换热器毕业设计

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1、 目 录 前 言 . 1 符号说明 . 2 第一章 设计方案的确定 . 8 1.1 设计参数的确定 8 1.2 材料的选择 8 第二章 强度计算 . 10 2.1 圆筒的设计 . 10 2.1.1 选材 . 10 2.1.2 筒体厚度计算 . 10 2.1.3 水压试验校核 . 11 2.2 管箱圆筒短节设计 . 11 2.2.1 选材 . 11 2.2.2 筒体厚度计算 . 11 2.2.3 水压试验校核 . 12 2.3 底部封头（椭圆形封头）设计 . 12 2.3.1 选材 . 12 2.3.2 筒体厚度计算 . 13 2.3.3 封头校核 . 13 2.4 顶部封头（锥壳）设计 . 1

2、4 2.5 换热管设计 . 15 2.5.1 换热器中的换热管根数 n 15 2.5.2 换热管的排列形式 . 16 2.5.3 换热管中心距 . 16 2.5.4 换热管壳体直径 . 16 2.5.5 实际换热管数 . 17 2.5.6 换热面积校核 . 18 2.5.7 管孔 . 18 2.5.8 换热管与管板的连接 18 第三章 管板设计 . 19 3.1 壳体圆筒的相关参数 19 3.2 管子的相关参数 . 19 3.3 管板系数计算 . 20 3.4 管板抗弯刚度 D 和各项旋转刚度参数 , ffff KKKK 21 3.5 危险工况计算 . 22 3.6 管板的厚度 . 24 第四

3、章 判断是否用膨胀节 . 25 4.1 圆筒和管子的膨胀形差计算 . 25 4.2 判断条件 . 25 4.3 载荷计算 . 26 4.4 判断是否设膨胀节 . 26 第五章 接管、接管法兰及人孔选取 . 28 5.1 接管的选取 . 28 5.1.1 冷物料进口接管 A 28 5.1.2 冷物料出口接管 B 28 5.1.3 热物料进出口接管 C、D 28 5.1.4 进气、排气口接管E14、F14 29 5.1.5 人孔接管M12 . 29 5.1.6 温度计口接管 T 29 5.2 接管法兰设计 . 30 5.3 人孔的选取 . 36 第六章 附件的选取 . 37 6.1 拉杆 . 37

4、 6.1.1 拉杆形式 . 37 6.1.2 拉杆的直径，材料和数量 37 6.1.3 拉杆孔的确定 . 38 6.2 折流板 . 38 第七章 开孔补强 . 39 7.1 开孔补强设计准则 . 39 7.2 筒体开孔补强（热物料进出口补强） . 39 7.2.1 开孔所需补强面积 40 7.2.2 有效补强范围 . 40 7.2.3 有效补强面积 . 41 7.3 冷物料进出口补强（接管 A） 42 7.3.1 开孔所需补强面积 . 42 7.3.2 有效补强范围 . 42 7.3.3 有效补强面积 . 44 7.4 排气、液开孔补强计算 . 44 7.4.1 开孔所需补强面积 . 44 7

5、.4.2 有效补强范围 . 45 7.4.3 有效补强面积 . 45 7.5 人孔开孔补强计算 . 46 7.5.1 开孔所需补强面积 . 46 7.5.2 有效补强范围 . 47 7.5.3 有效补强面积 . 47 第八章 换热器质量计算及支座选取 . 49 8.1 换热器质量计算 . 49 8.2 偏心载荷计算 . 51 8.3 设备质心位置的计算 . 51 8.4 支座的选取 . 52 参考文献 . 55 谢 辞 . 56 1 前 言 换热器是化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。 在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的 40%左右，占总投资的 30%-45%。近 年

6、来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热 能回收带来了显著的经济效益。 在化工生产中， 为了工艺流程的需要， 往往进行着各种不同的换热过程： 如加热、 冷却、蒸发和冷凝。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以 便使热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体，以满足工艺上的需要。它是化工 炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发 展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。换热器在化工生产中，有时作为一 个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成部分，因此换热器在化工生产中应 用是十分广泛的。任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地 位。 本次毕业设计主要设计的是固定管板换热器，针对换热器中所需要的材料， 标准零件,结构尺寸大小，作了详细的分析，从而使换热器达到工艺要求。对 材料，标准零件,结构尺寸的要求,主要从四个方面考虑：安全性能要求 （强 度、韧性、刚度、耐蚀性、密封性） ；工艺性要求（生产效率、能耗） ；使用性 要求（结构、安装、维修、制造） ；经济性要求，从而达到