【正文】 換熱器在工作過程中管程介質和殼程介質是要求嚴格分開的，對于管殼式換熱器而言要求做到管子和管板之間的密封可靠。因此拉脫力在許用范圍內(nèi)。折流板的作用：A. 增加湍流程度，對流傳熱系數(shù)高，加強換熱； B. 支撐管道，防止管道壓彎，并防止振動。折流板的外徑取994mm。 拉桿數(shù)量公稱拉桿〈400400~700700~900900~13001300~15001500~18001800~20002000~230010461012161824281244810121418201644668101214由于換熱器的直徑為32mm，故拉桿采用拉桿定距管的形式，按表56拉桿選用4根12的不銹鋼桿，實際使用中為安全起見選用6根12的不銹鋼拉桿。對于DN〈900mm的鞍座，由于容器的直徑較小，支座按輕型與重型區(qū)分后，其四板的尺寸差別不大，所以DN900 mm的鞍座，只有重型，沒有輕型。選用鞍座應考慮以下問題。（3）鞍座的定位鞍座的位置應盡可能靠近封頭。由于焊接應力較大，故管箱和封頭法蘭等焊接后，須進行消除應力的熱處理，最后進行機械加工。 。 。⑦檢驗。 。 ⑥涂漆。 焊接工藝①施工人員應嚴格按照圖紙及焊接工藝規(guī)程的要求進行施焊。 ⑨外觀檢查合格后，做射線探傷，其中A，B類焊縫據(jù)JB473094標準Ⅲ級合格，C，D類按JB473094Ⅰ級合格。 ⑦焊縫坡口單道矩弧施焊，反而焊完后，正面碳弧氣泡清根，再用磨光機打磨坡口兩側的氧化皮封底，施焊后各層間的溶渣及焊接飛濺物要仔細清理干凈。 ⑤容器表面的漆膜應均勻，不應有氣泡，龜裂和剝落等。 ④組裝管束。 Ⅱ.接管法蘭封面必須垂直于筒體主軸中心線。 “熱處理工藝術”要求進行。 ，除熔渣。 ②組焊。切割好的鋼板應根據(jù)鋼板厚度、操作壓力高低選定破口形式進行邊緣加工。1) 容器筒體的有效厚度小與或等于3mm時；2) 容器筒體鞍座處的周向應力大于規(guī)定值時；3) 容器筒體有熱處理要求時；4) 容器筒體與鞍座間溫差大于200度時；5) 容器筒體材料與鞍座材料的化學成分與力學性能相差較大時。e) 當容器置于鞍座上時，鞍座的約束反力將集中作用于容器的局部器壁上，引起該處器壁內(nèi)復雜的而且是相當大的局部應力，這些應力除了與筒壁的厚度和鞍座的位置有關外，鞍座包角的大小對鞍座邊角處器壁內(nèi)的應力有相當大的影響，增大鞍座包角可減少該處的應力。這四種板的厚度以及筋板的數(shù)目和支座的高度，決定著鞍座的最大允許載荷。對于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應不止相當數(shù)量的拉桿，常用拉桿的形式有拉桿定距管結構和點焊結構。折流板的缺口間距取。 其他零部件設計 防沖板考慮到液體對換熱器的影響，在液體進口設置防沖板，選材為Q235A、F。換熱管外伸長度表換熱管規(guī)格 外徑壁厚101214161922523238345358換熱管最小伸出長度最小坡口深度2許用拉脫力/MPa換熱管與管板連接結構形式管端不卷邊，管孔不開槽脹接管端不卷邊或管孔不開槽脹接焊接 則，拉脫力 其中：。管板徑向應力： 管子的軸向應力： 管板，管子的強度校核 管板計算厚度滿足強度要求，考慮雙面腐蝕取。 假設管板厚度b=60mm。b) 強度焊加貼脹，用焊接保證強度和密封，貼脹是為了消除換熱器與管板見的環(huán)隙，以防止產(chǎn)生間隙腐蝕并增強抗疲勞破壞能力。c) 換熱管與管板孔連接部位的表面應清理干凈，不應有影響脹接的毛刺、鐵屑、銹斑和油污等。用于脹接的管板，其管孔有光滑的和帶環(huán)形槽的兩中。為此，對管孔結構有如下要求。（1） 管板與殼體和管箱的連接管板與管箱之間一般均采用法蘭連接，對于固定管板式換熱器大都采用延長部分兼作法蘭的管板。第三章 換熱器內(nèi)部結構設計 管子的選擇英語布置 管子數(shù)n的確定考慮到管程走尿液，由于尿液容易在管內(nèi)結垢，為日后方便清洗，故換熱器采用 φ25。則，另行補強面積： 同時計及焊縫之后，該開孔補強的強度足夠。 由JB/T47072000取螺栓材料為35CrMoA，螺母材料為30CrMoA。 壓力容器法蘭用的雙頭螺柱有A型和B型兩種，A型螺柱無螺紋部分的直徑等于螺紋外徑，B型螺柱無螺紋部分直徑等于根徑，且中間無螺紋部分與螺紋段之間要有過渡圓弧。 b．徑向應力 法蘭有效厚度：， 滿足要求?？诪镠12，軸為h12。，但要進行消除應力熱處理。3 壓力容器法蘭的最大允許工作壓力利用法蘭尺寸表確定法蘭尺寸時，必須首先確定所要選用法蘭的公稱壓力，即需將容器設計條件中所給的設計壓力轉換成所選法蘭的公稱壓力，而要實現(xiàn)這種轉換，則必須知道法蘭的公稱壓力與法蘭的最大允許工作壓力之間的關系，以下將介紹這一關系。查表可得到3種不同類型法蘭所適用的DN與PN范圍，也就是制定有標準尺寸的法蘭范圍。密封面的凸型部分容易碰壞，運輸與裝拆時都應注意。而且這種法蘭可以軋制成專門供彎制法蘭用的型鋼，在大批量使用時，比單件鍛制成本要低。（1）甲型平焊法蘭 甲型平焊法蘭就是一個截面基本為矩形的圓環(huán)，這個圓環(huán)通常稱為法蘭盤，它直接與容器的筒體或封頭焊接。，故水壓試驗檢驗合適。因此應適當增加壁厚。 序號焊接接頭結構焊接接頭系數(shù)全部無損探傷局部有損探傷1雙面焊或相當與雙面焊的全焊透對接焊接接頭2單面焊的對接焊接接頭，在焊接過程中沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板 設計計算由GB15199查得，換熱器公稱直徑=500mm400mm。（5）焊接接頭系數(shù) 圓筒是經(jīng)卷制成型后焊接而成，筒體與封頭之間也要通過焊接接連在一起。第一， 確定壓力容器受壓元件尺寸一般是兩個途徑，象筒體，封頭需通過計算來確定其壁厚，在計算公式時應用計算壓力。如果容器器壁金屬溫度在0以下，則設定的設計溫度不能高于器壁金屬可能達到的最低溫度。3. 固定式液化氣體壓力容器設計壓力應不低于表213的規(guī)定。設計壓力從概念上說不同于容器的工作壓力。第二章 換熱器結構設計計算管殼式換熱器的結構設計必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫差、結垢情況、流體的性質以及檢修與清理等來選擇一些合適的結構形式對同一形式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結構亦不相同。材料將朝著強度高、制造工藝簡單、防腐效果好、重量輕的方向發(fā)展。這一技術隨著計算機應用的發(fā)展，將帶來技術水平的飛躍。兩相流的物性基礎來源于實驗室實際工況的模擬，這恰恰是與實際工況差別的體現(xiàn)。30年代末，瑞典又制造出第一臺板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在傳熱與流體計算上更精確，開發(fā)的HTFS、TASC各類換熱器微機計算軟件備受歡迎，國內(nèi)有30多家企業(yè)成為會員。能源的日趨緊張、全球環(huán)境氣溫的不斷升高、環(huán)境保護要求的提高給換熱器帶來了日益廣闊的應用前景。 熱管是利用封裝在密閉容器內(nèi)液體的蒸發(fā)與凝結過程,有效地輸送熱量的一種傳熱裝置。 允許用的溫度和壓力方面:用于板式換熱器靠每兩板片之間的墊圈,來防止物料泄漏,因而它的密封周邊的總長非常長,防止墊圈泄漏是板式換熱器的一個重要環(huán)節(jié),墊圈能承受的溫度、壓力和化學穩(wěn)定性也常常成為板式換熱器使用的溫度和壓力極限以及允許用的物料范圍。U型管殼式換熱器就是克服此缺點將管子作成“U”型,一端固定另一端活動,使得換熱器不受膨脹的影響,結構較簡單,重量輕,其缺點是不能機械清洗、管子不便拆換、單位容量及單位質量的傳熱量低,適用于溫差大、管內(nèi)流體介質比較干凈的場合。六、按密封形式分此類換熱器多用于高溫、高壓裝置中，具體分為：螺旋鎖緊環(huán)換熱器、薄膜密封換熱器、鋼墊圈換熱器、密封蓋板式換熱器。 （3）間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，并通過間壁進行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應用最廣。適用于不同介質、不同工況，不同溫度、不同壓力的換熱器，結構和型式亦不同，換熱器種類隨新型、高效換熱器的開發(fā)不斷更新，具體分類如下。管殼式換熱器按用途分為無相變傳熱的換熱器和有相變傳熱的冷凝器和重沸器。 換熱器在工、農(nóng)業(yè)的各領域應用十分廣泛，在日常生活中傳熱設備也隨處可見，是不可或缺的工藝設備之一。 Manufacturing Technology目 錄摘要 IAbstract II第一章 概 述 1 1 2 4 管殼式換熱器 4 5 5 6 6第二章 換熱器結構設計計算 10 設計條件： 10 殼程圓筒設計 10 圓柱型筒體 10 設計計算 14 管箱設計 15 封頭計算 15 管箱法蘭的選擇與校核 17 墊片 27 等頭雙頭螺栓 28 接管 29 接管的選擇 29 開孔補強校核 29第三章 換熱器內(nèi)部結構設計 33 管子的選擇英語布置 33 管子數(shù)n的確定 33 管子的布置 33 管板的結構 34 管板的介紹 34 管板設計計算 36 管子拉脫力的計算 39 計算是否必須安裝膨脹節(jié) 40 其他零部件設計 41 防沖板 41 41 拉桿 43 支座 44第四章 制造工藝 46 筒體 46 橢圓形封頭 47 管板 47 管子 48 管箱組裝 49 整體組裝 50 涂漆工藝 50 焊接工藝 51參 考 文 獻 52第一章 概 述換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。其次，在換熱器內(nèi)部結構方面進行了換熱管的計算和管子的布置，按照正確的布管計算方法對換熱器公稱直徑為1000mm的管板實施了單管程，單殼程條件下的人工計算布管并畫出了相應的CAD布管圖。最后得到一套完整的固定管板式換熱器的結構設計方案，包括CAD圖紙。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結構、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。隨著研究的深入，工業(yè)應用取得了令人矚目的成就，得到了大量的回報，大大緩解了能源的緊張狀況。在這些場合，換熱器占有的投資占50%以上。由于兩流體混合換熱后必須及時分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。圖2 蛇管的形狀二、按傳熱種類分類 一般分為加熱器和冷卻器。換熱器的種類繁多，還有按管箱分類等，各種換熱器各適用于某一種工況。對U 型管殼式換熱器、浮頭式換熱器每一外殼容積為1時,其傳熱面積為70 左右。一般沸水的給熱系數(shù)是1 500～30 000 Kcal/ . h. ℃。熱管式換熱器優(yōu)點在于傳熱面基本上是等溫的,每單位體積的傳熱面積較大,選擇不同的工作工質,可使熱管在不同的溫度條件下使用,結構比較簡單,由熱膨脹等引起的問題較小。近年來，該公司在計算機應用軟件開發(fā)上發(fā)展很快，所開發(fā)的網(wǎng)絡優(yōu)化軟件、各種換熱器工藝設計軟件計算精度準確，不僅節(jié)省了人力，提高了效率，而且提高了技術經(jīng)濟性能。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。此外，自60年代開始，為了適應高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進一步的發(fā)展。為此，要求物性模擬在實驗手段上更加先進，測試的準確率更高。隨著全球水資源的緊張，循環(huán)水將被新的冷卻介質取代，循環(huán)將被新型、高效的空冷器所取代。四十年來，污垢研究技術發(fā)展緩慢。對于用鋼板卷焊的筒體，規(guī)定用筒體的內(nèi)徑作為它的公稱直徑。容器的設計壓力應該高與其最大工作壓力，根據(jù)具體條件不同，可按如下規(guī)定確定。 混合液化石油氣50飽和蒸汽壓力設計壓力無保冷設施有可靠保冷設施異丁烷50飽和蒸汽壓力等于50異丁烷的飽和蒸汽壓力可能達到的最高工作溫度下異丁烷的飽和蒸汽壓力 異丁烷50飽和蒸汽壓力丙烷50飽和蒸汽壓力 等于50丙烷的飽和蒸汽壓力可能達到的最高工作溫度下丙烷的飽和蒸汽壓力丙烷50飽和蒸汽壓力等于50丙烷的飽和蒸汽壓力可能達到的最高工作溫度下丙烯的飽和蒸汽壓力以上設計壓力的規(guī)定均只限于固定式壓力容器，移動式壓力容器設計壓力另有規(guī)定。3. 設計儲存容器，當殼體的金屬溫度受大氣環(huán)境氣溫條件所影響時，其最底設計溫度可按該地區(qū)氣象資料，取歷年來月平均最低氣溫的最低值。此外壓力容器中還有一些受壓元件如法蘭等，這些零件的尺寸大都不需要設計人員用公式計算，它們基本都是通過有關標準查取的，但是在使用這些標準時卻必須知道容器的設計壓力，不同的設計壓力會查得不同的零件尺寸，所以在這些場合下，決定受壓元件尺寸的，說是設計壓力更妥當。為此通常在鋼板許用應力基礎上乘以一個等于或小于1的焊接接頭系數(shù)作為焊接接頭處金屬的許用應力，所以焊接接頭系數(shù)就成為了影響容器筒體強度的又一個參數(shù)了。所以取設計壓力P=*=。液體的溫和性比氣體強。直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接