毕业论文---固定管板式换热器的制作与装配

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1、 1 固定管板式换热器固定管板式换热器的制作与装配的制作与装配 引言引言 换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设 备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性 以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型 式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构 简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为 广泛。 固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封 头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱 和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检

2、修或清洗时便于拆卸。换 热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理 方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要 求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算， 还要进行强度校核和 符合要求的工艺制造水平。 2 一、固定管板式换热器一、固定管板式换热器 固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。 换热管可 为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体内径，管程 可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛 应用。 固定管板式换热器主要特点是固定管板式换热器主要有外壳、管板、管 束、顶盖（又称封头）等

3、部件构成。在圆形外壳内，装入平行管束，管束两 端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口 或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。它的特点是结构简单，没有壳 侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管 程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热 器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。这种换热器的缺点是： 壳程清洗困难，有温差应力存在。当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体 和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，在壳体上 需设膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。这种换热器适用 于两种介质

4、温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易 结垢的场合。 二、设计概述二、设计概述 我所设计的是固定管板式换热器,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。 设计固定管板式换热器从它的材料选择，结构设计，强度计算及壁厚设计， 标准件选取和总重计算等来了解固定管板式换热器的制作工艺。 3 三、机械设计三、机械设计 固定管板式换热器的机械

5、设计除了最关键的换热板片以外，还有两块墙 板，我们称为框架板和压力板，框架板为外侧不可活动的墙板，压力板为换 热板片另一侧的可用拉杆螺栓调整位置的墙板；数根拉杆螺栓，用来加紧框 架板和压力板；立柱；上下导杆，连接在框架板和立柱之间，用来支撑并给 压力板和换热半片导向；框架板和立柱上可安装底脚底脚，用于固定机器。 除此以外，还可以有法兰，过滤器，温度计和压力计等一系列附件。 四、总体结构四、总体结构 固定管板式换热器主要由管箱、壳体、管板、管束及折流板等零部件组 成，管束两端固定在管板上，管板和壳体之间是刚性连接在一起，相互之间 无相对移动， （如图所示，其参数如下表。 ）这种换热器结够简单，制

6、作方便， 造价较低；在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可 单独进行更换和管内清洗；但管外壁清洗较困难。当两种液体温差较大时， 会在壳壁和管壁中产生温差应力，一般温差大于 50时就应考虑在壳体上设 置膨胀节以减小温差应力。但当管、壳温差大于 70，壳程压力超过 0.6MPa 时，导致膨胀节过厚失去温差补偿作用。因此，固定管板式换热器适用于壳 程流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体温差不太大的场合。 固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接 或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程 的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进 出口管直接和封头焊在一起， 管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。 这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。 设计一台换热面积为 32.8m2 的固定管板式换热器设计参数如下： （1 1）工艺参数）工艺参数 名称 壳程 管程 物料名称 T-102 顶气相物料 循环冷却水 操作压力 MPa -0.08 0.4 4 设