【正文】 特點(diǎn) 在工業(yè)生產(chǎn)中，由于用途、工作條件和物料特性的不同，出現(xiàn)了各種不同形式和結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備。為增加兩流體的接觸面積，以達(dá)到充分換熱，在設(shè)備中常放置填料和柵板，通常采用塔狀結(jié)構(gòu)。 ⑵ 蓄熱式換熱器 這類換熱器又稱回?zé)崾綋Q熱器。若兩種流體不允許混合，則不能采用蓄熱式換熱器。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 ⑷ 中間載熱體式換熱器 這類換熱器是把兩個間壁式換熱器由在其中循環(huán)的載熱體連接起來的換熱器。按傳熱管的結(jié)構(gòu)形式不同大致可以分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、管殼式換熱器和纏繞管式換熱器等。 ○ 3 其他型式換熱器 這類換熱器是指一些具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器，一般是為滿足某些工藝特殊要求而設(shè)計(jì)的，如石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器和熱管換熱器等。 由于石油化工中的生產(chǎn)介質(zhì)，往往具有一定的粘連性。另外，由于振動或微振動的原因，也常使折流板管孔處受到磨損。包括：陽極氧化反應(yīng)，金屬溶解；陰極還原反應(yīng)，還原為 (中性或堿性溶液 )；陰極還原反應(yīng)，還原為 (酸溶液 )；同時，由于腐蝕產(chǎn)物的存在，導(dǎo)致了縫內(nèi)外的 電化學(xué)不均勻性，從而引起了更大的腐蝕。同時要求有優(yōu)良的耐化學(xué)離子侵蝕能力、較高的抗水汽滲透能力和一定的阻垢性。 （ 2）犧牲陽極保護(hù)法。若選擇鋁作為陽極，容易形成氧化膜，反而不產(chǎn)生腐蝕電流。無機(jī)涂層的施工方法有：噴涂、滲鍍、或化學(xué)轉(zhuǎn)化。因此，對水中不溶物摩擦力小，水垢及雜質(zhì)被流動的冷卻水帶走，不易附著管壁。用碳鋼換熱器涂防腐涂層，其費(fèi)用僅為不銹鋼換熱器的 1/4～ 1/5，為鈦換 熱器的1/11，使用期可達(dá) 10 年。熱固化型耐溫 150～ 200℃， CH784涂料是單包裝，施工方便，加熱固化，可制成淡色漆。漆層過厚，會影響傳熱，漆膜發(fā)脆； （ 3）施工方式多為浸泡式或利用換熱器本身作殼體，用泵循環(huán)來涂管內(nèi)壁，管外壁利用浸泡方法； （ 4）涂層次數(shù) ——— 底漆 2 層，面漆 4 層，每層厚度 25～ 40μ m； （ 5）加熱方法 ——— 涂層表面干后，進(jìn)烘房加熱固化。 2 設(shè)計(jì)說明 殼程結(jié)構(gòu)的選材與選型 殼體 殼體一般是一個圓筒，在殼壁上焊有接管，供殼程流體進(jìn)入和排出之用。在臥式換熱器中，折流板還起支承管束的作用。 圖 22 拉桿結(jié)構(gòu) 拉桿的直徑根據(jù)表 21 選用。拉桿的長度 L 按需 要確定。 ，管徑及壁厚選用 25 ? ? 。 按表24 選擇換熱管中心距。 管箱 殼體直徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。所以換熱管與管板連接質(zhì)量的好壞，直接影響換熱器的使用壽命。 1外頭蓋側(cè)法蘭； 2外頭蓋墊片； 3外頭蓋法蘭； 4鉤圈； 5短節(jié)； 6排氣口或放液口； 7浮頭法蘭； 8雙頭螺柱； 9螺母； 10封頭 11球冠形封頭； 12分程隔板； 13墊片； 14浮動管板； 15擋管； 16換熱管 圖 23 B 型鉤圈 支座 本次設(shè)計(jì)的支座結(jié)構(gòu)選用重型（ B 型）鞍式支座，其尺寸選擇參考 JB/T 471292。 17n? 材料為 20 號鋼管 排列方式：三角形排列 中心距 32S mm? 44nS mm? 換熱管與管板焊接連接 焊縫高度為 6mm 管板材料 16Mn 管板厚度計(jì)算 dA 未能被換熱管支撐的面積， 2mm ； ? ? ? ?2 2 1 8 3 1 7 . 7 4 . 0 80 . 5 1 . 3 8 5 0 0 0 . 5 7 . 7t ewieP M P aKD ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 1A 管板布管區(qū)內(nèi)開孔后的面積， 2mm ； tA 管板布管區(qū)面積， 2mm ； a一根換熱管管壁金屬的橫截面積， 2mm ； GD 固定端管板墊片壓緊力作用中心圓直徑， mm； d— 換熱管直徑， mm； PE 設(shè)計(jì)溫度時管板材料彈性模量， MPa； tE 設(shè)計(jì)溫度時換熱管材料彈性模量， MPa； tK 管束模量， MPa； tK 管束無量綱剛度； L— 換熱管有效長度， mm； l— 換熱管與管板脹接長度或焊腳高度， mm； n— 換熱管根數(shù)； n? 沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)； aP 無量綱壓力； cP 當(dāng)量壓力組合， MPa； dP 管板設(shè)計(jì)壓力， MPa； sP 殼程設(shè)計(jì)壓力， MPa； tP 管程設(shè)計(jì)壓力， MPa； q— 換熱管與管板連接拉脫力， MPa； ??q 許用拉脫力， MPa。 浮頭蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 管程或殼程壓力 Pt 作用下浮頭蓋的計(jì)算 a）球罐型封頭的厚度計(jì)算 管程壓力 MPa? 設(shè)計(jì)溫度 200tC?? 封頭球面半徑 196 .8iR mm? 封頭材料 Q345R 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 183t MPa? ? 焊接接頭系數(shù) 1?? 1 ? 2 2C mm? 計(jì)算厚度 (370) 設(shè)計(jì)厚度 2 C mm??? ? ? (371) 名義厚度 ? ?5 5 3 . 9 2 1 9 6 . 8 3 . 5 16 1 8 3 16 citPR mm? ?? ??? ? ??? 2 10n C m m??? ? ? ? ? (372) 取名義厚度 10n mm? ? (373) b)浮頭法蘭厚度計(jì)算 計(jì)算壓力 P MPa?? 設(shè)計(jì)溫度 200tC?? 法蘭外直徑 0 480fD mm? 螺栓中心圓直徑 430bD mm? 法蘭內(nèi)直徑 360fiD mm? 螺栓材料 35CrMoA ? ? 228b MPa? ? ? ? 196tb MPa? ? 墊片材料 金屬墊片 墊片系數(shù) m3? 比壓力 69y MPa? 螺栓直徑 24bd mm? 螺栓數(shù)量 n 20? 個 浮頭墊片的基本參數(shù) , 可得 外徑 D 380mm? 內(nèi)徑 360d mm? 墊片接觸寬度 (374) 墊片基本密封寬度 3 8 0 3 6 0 1022DdN m m??? ? ? 0 52Nb mm?? (375) ∴ 0 mm? ∴墊片有效密封寬度 0 5b b mm?? (376) 墊片壓緊力作用中心圓直徑 370GD mm? (377) 預(yù)緊狀態(tài)下，需要的最小墊片壓緊力 4 4 370 5 69 401 024aGF D by N? ? ? ? ? ? (378) 操作狀態(tài)下，需要的最小墊片壓緊力 6 .2 8 6 .2 8 3 7 0 5 3 3 .9 2 1 3 6 6 2 7 . 6 8p G cF D b m P N? ? ? ? ? ? ? (379) 流體壓力引起的總軸向力 220. 78 5 0. 78 5 37 0 3. 92 42 12 68 . 68GcF D P N? ? ? ? ? (380) 預(yù)緊狀態(tài)下，需要的最小螺栓載荷 401024aaW F N?? (381) 操作狀態(tài)下，需要的最小螺栓載荷 4 2 1 2 6 8 . 6 8 1 3 6 6 2 7 . 6 8 5 5 8 1 7 8 .9PPW F F N? ? ? ? ? (382) 預(yù)緊狀態(tài)下，需要的最小螺栓總截面積 (3783) 操作狀態(tài)下，需要的最小螺栓總截面積 (384) ? ? 2401024 1 7 5 8 .8 8228aa bWA m m?? ? ? ? ? 25 5 8 1 7 8 .9 2 8 4 7 .8 5196pp tbWA m m?? ? ? 需要的螺栓總截面積 ? ? 2m a x , 2 8 4 7 .8 5m a pA A A m m?? (385) 螺栓根徑 min 20d mm? 實(shí)際使用的螺栓總截面積 (386) 預(yù)緊狀態(tài)下，螺栓設(shè)計(jì)載荷 (387) 操作狀態(tài)下，螺栓設(shè)計(jì)載荷 558178. 9pW W N?? (388) 封頭邊緣處球殼中面切線與法蘭環(huán)的夾角 (389) 預(yù)緊螺栓時，法蘭的受力 136627. 68GpF F N?? (390) 力臂 0 .5 ( ) 0 .5 ( 4 3 0 3 7 0 ) 3 0G b GL D D N? ? ? ? ? ? (391) 力矩 1 3 6 6 2 7 .6 8 3 0 4 0 9 8 8 3 0 .5G G GM F L N? ? ? ? (392) 操作狀態(tài) 作用于法蘭內(nèi)經(jīng)截面上的流體壓力引起的軸向力 220 .7 8 5 0 .7 8 5 3 6 0 3 .9 2 3 9 8 8 0 5 .1D fi cF D P N? ? ? ? ? (393) 22 22 0 3 .1 4 2 4 6 7 6 4 .644b ndA m m? ??? ? ? ? ?? ?? ? 28 47 .85 67 64 .6 22 82191638. 6mb bW A AN???? ? ? ?? ? ?a r c si n / 36 0 a r c si n 63 .119 6 .8+0 .5 1l f i iDR???????? ?（ ） 窄面法蘭墊片壓緊力 F N?? (394) 流體壓力引起的總軸向力與作用法蘭內(nèi)截面上的流體壓力引起的軸向力之差 354 677 170 093 421 268 .68TDF F F N? ? ? ? ? (395) 作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的徑向分力 1c ot 17 00 93 c ot 63 .1 20 22 29 .8rDF F N?? ? ? ? (396) 螺栓中心至 DF 作用位置處的徑向距離 ? ? ? ?0 .5 0 .5 4 3 0 3 6 0 3 5D b fiL D D m m? ? ? ? ? ? (397) 螺栓中心至 GF 作用位置處的徑向距離 ( ) ( 430 370 ) 30G b GL D D m m? ? ? ? ? ? (398) 螺栓中心至 tF 作用位置處的徑向距離 = (399) 設(shè)法蘭厚度 =60f mm? =15l mm (3100) 操作狀態(tài)下法蘭所受各個力的力矩 39 88 05 .1 3513958179D D DM F LN m m????? （ 3101） 13 66 27 .7