管壳式（浮头）换热器设计.doc

摘要

本设计说明书是关于浮头式换热器的设计，主要是进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。

换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。近二三十年来，化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛发展。因此，要求提供尺寸小，重量轻、换热能力大的换热设备。在设计过程中，我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈的竞争。同时为了使本次设计能够进行顺利，我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献，并做了一定量的外文翻译工作。

设计的前半部分主要是对换热器的原理、结构进行的详细的描述，从而进行换热器的选型，结构设计分析。设计的后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件的设计，如管板、折流板、定距管、钩圈、管箱等。包括：设计计算、材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。最后绘制一张装配图，三张零部件图。最后设计结果可通过CAD图纸表现出来。

关于浮头式换热器设计的各个环节，设计说明书中都有详细的说明。

关键词：管壳式换热器；浮头式换热器；管板；浮头盖

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

第2章 换热器概述-3

2.1 换热器的应用-3

2.2 换热器的主要分类-3

2.2.1 换热器的分类及特点-3

2.2 管壳式换热器的分类及特点-3

2.3 换热器的发展前景-6

第3章 工艺计算-7

3.1 设计条件-7

3.2 核算换热器传热面积-8

3.2.1 流动空间的确定-8

3.2.2 初算换热器传热面积-8

3.2.3 总传热系数K的校验-9

3.2.4 校核平均温差-11

3.2.5 校核换热面积：-11

3.3 压力降的计算-11

3.3.1 管程压力降-12

3.3.2 壳程的压力降-13

3.4 换热器壁温计算-14

3.4.1 换热管壁温计算-14

3.4.2 圆筒壁温的计算-14

第4章  换热器结构设计与强度计算-15

4.1 壳体与管箱厚度的确定-15

4.1.1 壳体和管箱材料的选择-15

4.1.2 圆筒壳体厚度的计算-15

4.1.3 管箱厚度计算-15

4.2 开孔补强计算-17

4.2.1 壳体上开孔补强计算-17

4.2.2  前端管箱开孔补强计算-19

4.2.3 外头盖开孔补强计算-19

4.3 水压试验-20

4.4 换热管-20

4.4.1 换热管的排列方式-20

4.4.2换热管与管板的连接-21

4.5 管板设计-21

4.5.1 管板与壳体的连接-21

4.5.2 管板计算-21

4.6 折流板-21

4.6.1 折流板的型式和尺寸-21

4.6.2 折流板的数量-22

4.7 拉杆与定距管-22

4.7.1 拉杆的结构形式-22

4.7.3 定距管-22

4.8 防冲板-22

4.9 保温层-22

4.10法兰与垫片-23

4.10.1固定端的壳体法兰、管箱法兰与管箱垫片-23

4.10.2外头盖侧法兰、外头盖法兰与外头盖垫片、浮头垫片-24

4.10.3 接管法兰型式与尺寸-24

4.11 钩圈式浮头-24

图 4-5 钩圈式浮头-25

4.11.1 浮头盖的设计计算-25

4.11.2 钩圈-28

4.12 分程隔板-29

4.13 鞍座-29

4.13.2 鞍座的型号及尺寸-30

4.14 接管的最小位置-30

4.14.1壳程接管位置的最小尺寸-31

4.14.2 管箱接管位置的最小尺寸-31

第5章 换热器的腐蚀、制造与检验-33

5.1 换热器的腐蚀-33

5.1.1 换热管腐蚀-33

5.1.2 管子与管板、折流板连接处的腐蚀-33

5.1.3 壳体腐蚀-33

5.2 换热器的制造与检验-33

5.2.1 总体制造工艺-33

5.2.2 换热器质量检验-33

5.2.3 管束的组装-33

5.2.4 管箱、浮头盖的热处理-34

5.2.5 换热器水压试验-34

第6章 换热器的安装、试车与维护-35

6.1 安装-35

6.1.1 场地和基础-35

6.1.2 安装前的准备-35

6.1.3 地脚螺栓和垫铁-35

6.1.4 其他要求-35

6.2 试车-35

6.3 维护-35

第7章 结论与展望-37

7.1结论-37

7.2不足之处及未来展望-37

参考文献-39

致  谢-41