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1、鱼液蒸发组合装置设计工艺条件与技术参数管程壳程设计压力 Mpa0.60.6设计温度 11065介质鱼液蒸汽焊缝系数0.850.85腐蚀裕度 mm1.0传热面积 m215设备类别一类受压元件材料及数据以下数据来自GB150-1998壳体圆筒材料 16MnR查表4-1 ，65设计温度下的许用应力 查表F5, 65金属11温度下弹性模量 查表F6, 65金属温度下平均线性膨胀系数 mm/mm管箱圆筒材料：16MnR查表4-3 ，65设计温度下的许用应力 查表F5, 65金属温度下弹性模量 换热管材料 20号钢 GB8163查表4-3 ，110设计温度下的许用应力 查表F1 ，110设计温度下的屈服应
2、力 查表F5, 110金属温度下弹性模量查表F6, 110金属温度下平均线性膨胀系数 mm/mm管板材料： 20号钢 JB4726查表4-5 ，65设计温度下的许用应力 查表F5, 110金属温度下弹性模量1.根据已知条件，确定换热管数目和管程数：选用的换热管 材料为20 钢。管长1500 mm。换热管的布置：采用正三角形布管方式。选择强度焊接,管心距t=32mm。2,计算换热管根数则换热管数目：根取整n=137 根管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。管子排列方式的选择（1） 采用正三角形排列（2） 选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=32mm。表1.
3、1 常用管心距管外径/mm管心距/mm各程相邻管的管心距/mm192538253244324052384860（3） 采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a值时，可排的管数目见表1.2。具体排列方式如图1，管子总数为 根。表1.2 排管数目正六角形的数目a正三角形排列六角形对角线上的管数b六角形内的管数每个弓形部分的管数第一列第二列第三列弓形部分的管数管子总数137725191937373749616151191916131271277151693181878172174242419192715303
4、011021331636367112339774243912254698485171327547926661314296311059072115317211161028231633817127114931173591913812610451837102714913811651939141115121621303204112611613419814592143138717147228161622451519181582461765234716571916926419213、 壳程选择 壳程的选择：简单起见，采用单壳程。4、 壳体内径的确定换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。
5、壳体的内径需要圆整成标准尺寸。以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。对于单管程换热器，壳体内径公式 式中，t为管心距，单位mm；为传热管外径，单位mm。对于正三角形排列 将代入，得到取13，结合换热管的排布图稍加圆整可选定布管限定圆式中 限定圆直径，mm； 壳体公称直径，mm；一般不小于10mm，且mm 故=10mm；2.5.2 管孔参考文献，管孔内径壁厚设计设计压力Pc=0.6MPa ，设计温度t=65，内径=500mm，圆筒焊接采用双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝，局部无损探伤，由给定的换热器设计工艺条件与技术知焊接接头系数=0.85。参考文献，查得16
6、MnR在设计温度下65时的许用应力：170试验温度下110时的许用应力：170筒体 文献7式中 计算厚度，； 计算压力，取设计压力0.6； 圆筒内径，； 许用应力负偏差，mm；腐蚀裕度，mm；管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比 系数、，按查GB151-1999图25和图26，；无法兰，故管箱按，查GB151-1999图25得； 查GB151-1999图26得=0.0009管箱、圆筒与法兰的旋转刚度参数壳程圆筒按，查GB151-1999图25得； 查GB151-1999图26得=0.0009壳体法兰与圆筒的旋转刚度参数壳体带波形膨胀节时，换热管与壳程圆筒的热膨胀变形差设定换热器制造环境温度壳
7、体不带波形膨胀节时，换热管束与圆筒刚度比假定管板厚度管、壳程腐蚀裕量均为1.0mm管板有效厚度换热管有效长度根据GB151-1999 表27,因温差不超过50，故不设置膨胀节。圆筒名义厚度=0.8，=1.0mm；根据参考文献 最小厚度取10mm。详见下表有效厚度 水压试验 16MnR屈服极限水压试验校核 换热器壳径的标准尺寸 mm 文献公称直径/mm325400 500 600 700800 900 10001100 1200最小壁厚/mm8101214二 列管换热器零部件的工艺机构设计1、 折流板的设计 安装折流板的目的，是为了加大壳程流体的速度，使湍流程度加剧，以提高壳程对流体传热系数。冷
8、凝器,蒸发器,沉浸式等短管换热器由于传热系数K满足传热需要。故本设计中不设置折流板。2、 拉杆、定距管由于本设计不设置折流板，故不设置拉杆、定距管3、防冲板本设计的管称流体为鱼液（溶菌酶，补体，天然溶血素，C-反应性蛋白，水等混合物），一种普通的物料。故，不需防冲板。 传热管与管板的连接选用强度焊接连接。制造加工方便，保证换热管与管板连接的密封性和抗拉脱强度的焊接，目前采用较广泛。表3.1强度焊接结构尺寸/mm换热管规格伸出长度l1、 管板与壳体及管箱的连接图3-1管板与壳体及管箱的连接B型：管板直接与壳程圆筒和管箱形成整体结构管板厚度计算管板厚度应不小于下列三者之和：a） 管板的计算厚度或5
9、.6.2规定的最小厚度，取大者；b） 壳程腐蚀裕量或结构开槽深度，取大者；c） 管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度，取大者；换热管稳定许用压应力换热管的回转半径i查GB151-1999附录J1 表得 i=0.8004mm换热管受压失稳当量长度= 750mm P61 系数 按GB151-1999,当时：， 合格。壳程圆筒内直径横截面积对于单管程换热器，隔板槽面积管板开孔后的面积 系数 圆筒壳壁金属横截面积管板布管区面积一根换热管管壁金属的横截面积a查GB151-1999 附录J1 表得 换热管管壁金属的总横截面积 系数 管板布管区的当量直径管板强度削弱系数 管板刚度削弱系数 换热管加强系数管板周边不布
10、管区无量纲度宽度 k1.0 符合GB151-1999中5.7.3的规定旋转刚度参数 管束模数 旋转刚度无量纲参数 管板第一弯矩系数：按K和查GB151-1999 图27得：管板第二弯矩系数：按K和查GB151-1999 图28得： 系数:按K和查GB151-1999 图29得：=1.62系数 只有壳程设计压力而管程设计压力。壳程设计压力当量压力组合 系数 系数 有效压力组合 边界效应压力组合 边界效应力组合系数 管板边缘力矩系数 管板边缘剪切系数 管板总弯矩系数系数 系数 ，当时。按K和m，查GB151-1999 图 31（a）实线，知故：系数 管板布管区的周边剪切应力系数管板径向应力系数管板
11、布管区周边处径向应力系数 管板径向应力： ， 设计合格。管板布管区周边处径向应力：， 设计合格。管板布管区的周边剪切应力：， 设计合格。壳程圆筒轴向应力：， 设计合格。换热管轴向应力（位于管束周边处换热管轴向应力）：， 设计合格。换热管与管板的焊脚高度按 GB151-1999 中5.8.3.2的规定，换热管与管板链接的拉脱力：， 设计合格。只管程设计压力，而壳程设计压力。管程设计压力 当量压力组合 有效压力组合边界效应压力组合 边界效应力组合系数 管板边缘力矩系数 管板边缘剪切系数 管板总弯矩系数系数 系数 ，当时，按K和m，查GB151-1999 图31（a）实践得：=0.525，系数 , 当时，取与两者中的较大值管板布管区的周边剪切应力系数：管板径向应力系数管板布管区周边处径向应力系数 管板径向应力： ， 设计合格。管板布管区周边处径向应力：， 设计合格。管板布管区的周边剪切应力：， 设计合格。壳程圆筒轴向应力：， 设计合格。换热管轴向应力（位于管束周边
