【正文】 接口及附件、內(nèi)部主要零部件的軸向及環(huán)向位置，以單線圖表示；（3）標(biāo)注形位尺寸。（2）其它標(biāo)準(zhǔn)件選擇。如果裝配圖中有修改，在說明書中要注明變更；，字跡清晰，層次分明； ，均采用A4紙，裝訂成冊。其中，管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型的換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在各工程中仍得到普遍使用。1 前言管殼式換熱器是最典型的間壁式換熱器，歷史悠久，占據(jù)主導(dǎo)作用，主要有殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。為提高殼程流體流速，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。換熱器是化工、石油、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。熱體，將熱量由熱流體傳給冷流體。工業(yè)上最常見的換熱器是間壁式換熱器。列管式換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固，能承受高溫高壓，換熱表面清洗方便，制造工藝成熟，選材范圍廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)及處理能力大等。常見的列管換熱器主要有固定管板式、帶膨脹節(jié)的固定管板式、浮頭式和U形管式等幾種類型。其中，管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型的換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在各工程中仍得到普遍使用。殼管式換熱器發(fā)展的早期階段，出現(xiàn)的最大量的嚴(yán)重問題，不是在傳熱方面（這可以由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)粗略的估算），而是各種部件，特別是管板材料的強(qiáng)度計(jì)算問題，還有在制造技術(shù)和工程實(shí)施中的許多有關(guān)的其他問題，如管和管板的連接，法蘭和接頭管的焊接等。水水和水氣換熱器的設(shè)計(jì)，大概與現(xiàn)今的設(shè)計(jì)差不多。多年來發(fā)展起來的殼管式換熱器，由于其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固并能適應(yīng)很大的設(shè)計(jì)和使用條件的變化，已成為最廣泛使用的換熱器。同時(shí), 由于螺紋管的螺紋結(jié)構(gòu)能有效破壞流體邊界層, 有效提高了換熱器的傳熱能力。管子的排列方式有等邊三角形、正方形和同心圓排列等, 對于殼程介質(zhì)不易結(jié)垢或可用化學(xué)方法清洗污垢的介質(zhì), 采用三角形排列可使換熱器的外徑減小15% 。當(dāng)需要的傳熱面積很大,換熱管長度太長( 對臥式換熱器管長比殼徑比超過6～10, 立式換熱器超過4～6 時(shí)) , 采用單管程換熱器使管程流速很低時(shí), 可采用管程分程的辦法來提高管程換熱介質(zhì)的流速。殼程分程可增加對殼程換熱介質(zhì)的擾動, 使殼程換熱介質(zhì)流速增加, 流程加大,換熱介質(zhì)橫向沖刷擾動加大, 提高換熱器傳熱能力。在換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 合理設(shè)計(jì)折流板間距是保證殼程換熱介質(zhì)的壓力降滿足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。為保證管程流體的均勻分布, 充分發(fā)揮換熱管的換熱性能, 管程進(jìn)、出口應(yīng)設(shè)置在換熱器管程的底部和頂部。 選材方法 管殼式換熱器的選型管殼式換熱器有三種類型，分別為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器和填料函式換熱器。固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，故在工程上廣泛應(yīng)用。在相同的殼體直徑內(nèi)，排管較多，比較緊湊；殼側(cè)層清洗困難，加上膨脹節(jié)的方法不能照到管子的相對移動。此種換熱器的管束不受殼體的約束，殼體與管束之間不會因?yàn)榕蛎浟康牟煌a(chǎn)生熱應(yīng)力。U型管式換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上。填料函式換熱器此類換熱器的管板也僅有一端與殼體固定，另一端采用填料函密封。綜上可知，換熱器的使用場合、使用目的、換熱介質(zhì)物性等因素的不同, 決定了管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)型式。U 形管換熱器具有良好的密封性能, 并具有檢修、清洗方便的特點(diǎn)。腐蝕性的流體宜走管內(nèi)，以免殼體和管子同時(shí)受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。 需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速。管殼式換熱器的材料應(yīng)根據(jù)操作壓強(qiáng)、溫度及流體的腐蝕性等來選用。根據(jù)實(shí)際需要，可以選擇使用不銹鋼材料。 (c) 三角形直列每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較??；同時(shí)，對于相同的殼徑，可排列較多的管子，因此單位體積的傳熱面積更大，單位傳熱面積的金屬耗量更少。換熱器的換熱管長度與公稱直徑之比一般為4～25,常用的為6～10由于小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較?。煌瑫r(shí)，對于相同的殼徑，可排列較多的管子，因此單位體積的傳熱面積更大，單位傳熱面積的金屬耗量更少。 管子數(shù)n 管子排列方式，管間距的確定采用正三角形排列，由《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表74查得層數(shù)為11層，查表75取管間距a=25 mm. 式中b 正六角形對角線上的管子數(shù) ，查表74，取b=23l－最外層管子的中心到壁殼邊緣的距離，取l=+10= 查表25，圓整后取殼體內(nèi)徑 由于換熱器的換熱管長度與公稱直徑之比一般為4～25,常用的為6～10。C） 將數(shù)值代入上述厚度計(jì)算公式，可以得知：查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表411取 ；查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表49得 ++= mm查表413圓整后取 ， 則 而 可見，所以水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠該殼體采用Q245R鋼6mm 厚的鋼板制造。所以，封頭的尺寸如下圖：4 容器法蘭的選擇材料選用12Cr2Mo1 根據(jù)NBT 470232012 長頸對焊法蘭 選用DN600。 管板與管子的連接方式為脹接，通過查詢《換熱器設(shè)計(jì)手冊》得到脹接結(jié)構(gòu)尺寸換熱管外徑d伸出長度l槽深K16253管板在換熱器的制造成本中占有相當(dāng)大的比重，管板設(shè)計(jì)與管板上的孔數(shù)、孔徑、孔間距、開孔方式以及管子的連接方式有關(guān)，其計(jì)算過程較為復(fù)雜，而且從不同角度出發(fā)計(jì)算出的管板厚度往往相差很大。常用的有弓形折流板和圓盤圓環(huán)形折流板，弓形折流板又分為單弓形[圖81（a）]、雙弓形[圖81（b）]、三重弓形[圖81（c）]等幾種形式。 圖82 單弓形折流板在大直徑的換熱器中，如折流板的間距較大，流體繞到折流板背后接近殼體處，會有一部分液體停滯起來，形成對傳熱不利的“死區(qū)”。折流板與支承板一般均借助于長拉桿通過焊接或定距管來保持板間的距離，其結(jié)構(gòu)形式可參見圖83。折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，即減少了流體的短路，使傳熱系數(shù)提高，但間隙過小，給制造安裝帶來困難，增加設(shè)備成本，故此間隙要求適宜。 綜上，得換熱器殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)如下圖： 圖91 換熱器殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) 管箱接管開孔補(bǔ)強(qiáng)管箱與殼體取一樣尺寸及材料，即，Q245R的材料確定殼體和接管的計(jì)算厚度及開孔直徑 由已知條件得管箱計(jì)算厚度 接管計(jì)算厚度為 管箱進(jìn)出口選擇φ133mm X 6mm的無縫鋼管，其中 選用20鋼 查附表9得計(jì)算厚度： 水壓試驗(yàn)校核：開孔直徑為： 確定管箱和接管實(shí)際厚度，開孔有效補(bǔ)強(qiáng)面積及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度h已知管箱名義厚度，補(bǔ)強(qiáng)部分厚度為接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為 接管實(shí)際外伸高度根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊》得到為140mm 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 計(jì)算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為： 可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為：