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1、固定管板式换热器课程设计目录固定管板式换热器课程设计-1前言-2设计计算-、工艺条件-3、计算-3(）管子数n-3（2）管间距的确定-3(）换热器壳体直径的确定-4（）换热器壳体壁厚的计算-（)换热器封头选择-4（）容器法兰的选择-5（7）液压试验校核-（8)管板尺寸的确定-6（)管子拉脱力计算-6(10）计算是否安装膨胀节-7(11)折流板设计-（12)接管法兰的选取-8（3）开孔补强-（14）拉杆和定距管的选取-9（5）管箱-9（16)选择换热器支座并核算承载能力-9（17)壳程接管-1技术要求-3安装制造-13参考文献-16前言换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺
2、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,
3、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.序号计算及说明结果 一、换热器管设计计算、工艺条件 组别C 名称管程 壳程物料名称冷却水 甲醇工作压力0.45MPa 0.05a操温度40 70 推荐钢材20， 6Mn壳体内径10换热面积135 2 管长25mm3m 2、计算（1）管子数选的无缝钢管，材质0号钢，管长3m。因为所以=3.25（根) 取整数53采用正三角形排列，正三角形排列比较紧凑,在一定的壳径内可排列较多的管子,且传热效果好，但管外清洗较为困难。而正方形排列，管外清洗方便，适用于壳程中的流体易结垢的情况,其传热效果较正三角形差些。以上
4、排列方式中最常用的是正三角形错 列,用于壳侧流体清洁,不易结垢，后者壳侧污垢可以用化学处理掉的场合。由表7-查得层数为1，因安排拉杆要减少6根，所以实际管数57根。（)管间距的确定由表5，取管间距。（3)换热器壳体直径的确定式中 换热器内径，m； -正六角形对角线上的管子数,查表，取b=27； 最外层管子的中心到壳壁边缘的距离,取。故 =32（7-1）+225=92mm 圆整后取壳体内径()换热器壳体壁厚的计算材料选用16M钢，计算壁厚为式中 -计算压力，取,。故因为，所以取。腐蚀裕量 =1.0 mm,查表9得C1= 0。8mm。圆整后取=6m。（5）换热器封头选择左右封头均选用标准椭圆形封头
5、,根据JB/T 46202标准，封头为D1006,曲面高度,直边高度h=2，如图21所示,材料选用6nR钢封头校核选用的为标准椭圆形封头根据加工和制造即K取 1椭圆形风头的最大允许工作压力 =76P=05Mpa 即封头满足要求（6)容器法兰的选择材料选用16nR。根据J/T 70100标准，选用，N。0Mpa的凹凸密封面甲型平焊法兰.法兰尺寸如图所示。3。查出相应尺寸法兰外径 D100mm螺栓孔中心直径 D=1100mm凹面密封面外径 1065m凹面密封面内径 D05mm凸面密封面外径 D=05m法兰盘厚度 =62mm短节高 =260m短节厚度 =1mm螺栓孔直径 a=3m（7)液压试验校核液
6、压试验时的压力为: =1.2505251510=。06Mpa圆筒应力校核，由于容器承受的压力高于设计压力，为了防止容器产生过大的应力，要求在试验压力下圆筒产生的最大应力不超过圆筒材料在试验温度下屈服点的90%,即 =（0.6+）（1004.2）242 .89Ma 在试验压力下应满足下列条件则为合格查表得=0.9340。=263.92Mp即所以液压试验的应力校核满足要求.（8）管板尺寸的确定选用固定式换热器管板,并兼作法兰，材料选用16MnR,尺寸如图23所示。N100, 1140, D1100， D15，399, D4102, D5100d3, 规格M20， 数量，b 44,b 54 胀接是的
7、最少胀接长度取下列三者最少a. 管板的名义厚度减少3mmb. 50mc. 两倍的的换热管直径mm 综上所述，胀接长度取50mm 管板兼作法兰：此结构对胀接或焊接接口进行检查和修理。以及清洗管子都比较方便。(9)管子拉脱力计算计算数据按表选取。 表1项目 管子 壳体操作压力/MPa 0.5 00材质 20钢 0R线膨胀系数/（/) 弹性模量/MPa 许用应力/ MPa 30 33 尺寸/m 管子根数 567管间距/mm 32 管壳壁温差/ 管子与管板的连接方式 普通胀接胀接长度/m l50许用拉脱力 MP 20 j在操作压力下，管子每平方米胀接周边上所受到的力其中 ,l=50mm Pak温差应力
8、导致管子每平方米胀接周边上所受到的力其中） 则 由已知条件可知，与的作用方向相同，都使管子受压则管子的拉脱力:q=0.62Maq=4。Ma因此,拉脱力在许用范围内。(0）计算是否安装膨胀节 管、壳壁温差所产生的轴向力： 压力作用于壳上的轴向力：其中 =N则 压力作用于管子上的轴向力：则 根据G 1199管壳式换热器 qq=40MPa条件成立,故本换热器不必安装膨胀节。(11）折流板设计折流板为弓形,折流板间距取m；由表7-7查得折流板最小厚度为mm，由表-查得折流板外径为995。5m，折流板开孔直径25。4,折流板数目为(30060)-=4材料为6MR，如图2-4所示。拉杆选用，共6根，材料为16MnR。（12）接管法兰的选取根据工艺要求对换热器开两个进口，两个出口和一个排污口，大小型号一致，接管材料为2R,接管的外径为mm1 确定管法兰的公称直径因管子的外径为159，查表31-3 得公称直径为150m2。 确定管法兰的公称压力 根据管道的设计压力不得高于设计温度下管法兰的最大允许工作压力的原则，
