【正文】 二、 設(shè)計中應(yīng)做到以下幾點： 。焊縫缺陷的返修，應(yīng)清除缺陷后焊補。其中該臺浮頭式換熱器的基本結(jié)構(gòu)如下圖 29所示： 圖 29 浮頭式換熱器示意圖 3 換熱器的腐蝕、制造與檢驗 換熱管的腐蝕 換熱器腐蝕的主要部位是換熱管、管子與管板連接處、管子與折流板交界處、殼體等。 殼程壓力 sp 作用下（外壓）浮頭蓋的計算 （ 1）球冠形封頭 GB1501998 第 6章“外壓圓筒和外壓球殼”進行外壓計算，即將球冠形封頭當(dāng)作球殼進行計算，具體過程如下： 假設(shè) 10n mm? ? ，腐蝕裕量 2sC mm? ，則 10 2 8e n sC mm??? ? ? ? ?； 400 10 410o i nR R m m?? ? ? ? ?，故 410 8 51. 25oeR ? ??； 所以 0 .1 2 5 0 .1 2 5 0 .0 0 2 4( ) 5 1 .2 5oeA R ?? ? ?；查 GB150 可知 118B Mpa? ，此時許用外壓力 ??p 為： ? ? 93 1 . 7 3 1 . 35 1 . 2 5 coeBp M p a p M p aR ?? ? ? ? ?，故 10n mm? ? 肯定滿足條件，還可取薄點，但為取材方便， 10mm 最合適。由于以知條件中沒給出流速，為安全起見，設(shè)置防沖板，材料為 Q235A，查 GB151 可知，防沖板厚度碳鋼最小為 ，則在本設(shè)計中取 6mm. 保溫層 根據(jù)設(shè)計溫度選保溫層材料為巖棉。 在浮頭式換熱器中，其浮頭端宜設(shè)置加厚環(huán)板的支持板。 在此，根據(jù)設(shè)計壓力、設(shè)計溫度及操作狀況選擇換熱管與管板的連接方式為強度焊加貼脹 ,即脹焊并用。各種排列方式都有其各自的特點：①正三角形排列：排列緊湊，管外流體湍流程度高在同樣的管板面積上可排列最多的管數(shù)，應(yīng)用最為普遍；②正方形排列：易清洗，但給熱效果較差；③正方形錯列：可以提高給熱系數(shù)。 1 4 . 7 1 0 . 3 1 0n h d h C m m??? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ? 為向上圓整量）； 經(jīng)檢查， ??t? 沒有變化，故合適。 假設(shè)材料的許用應(yīng)力 ? ? 170t? ? MPa（厚度為 6～ 16mm時）， 已知條件：管程：水，工作壓力 ，工作溫度 25～ 35℃；殼程： 200號油，工作壓力 ，工作溫度 80～ 40℃。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 200 號油換熱器設(shè)計 Design of 200 Oil Heat Exchanger 學(xué) 院 ： 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 過程裝備與控制工程 裝備 071 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 ： 畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要 200 號油換熱器設(shè)計 摘 要： 本設(shè)計說明書是關(guān)于 浮頭式換熱器的設(shè)計，主要是進行了換換熱器的結(jié)構(gòu)和強度設(shè)計。 設(shè)計條件的確定 設(shè)計壓力：管程為 ，殼程為 MPa. 設(shè)計溫度：管程為 50℃，殼程為 90 ℃。 查 JB/T4746— 20xx《鋼制壓力容器用封頭》可得封頭的型號參數(shù)如下： 表 22 DN600 標準橢圓形封頭參數(shù) DN(mm) 總深 度H(mm) 內(nèi)表面積A(㎡ ) 容積(m3) 封頭質(zhì)量（㎏） 600 190 38 短節(jié)部分的厚度同封頭處厚度，為 10mm。各排列如圖21 所示 圖 21 在此，選擇正三角形排列，主要是考慮同樣的管板面積上可排列最多的管數(shù)。這是因為其焊接結(jié)構(gòu)強度高，抗拉脫力強，在高溫淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 34 頁 高壓下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力。 折流板的型式和尺寸 此時選用兩端選用環(huán)形折流板， 中間選用單弓形折流板，上下方向排列，這樣可造成液體的劇烈擾動，增大傳熱膜系數(shù)。保溫層厚度為 60mm。 （ 2）浮頭法蘭厚度的計算可按上表進行，由于管程與殼程的設(shè)計壓力相等，所以大部分的數(shù)據(jù)都與內(nèi)壓情況下相同，只是此時，表中的 pM 應(yīng)改為： 5 5 55( ) ( ) 10 ( ) 10 ( ) 10 19 .96 10p D D G T T G r rM F L L F L L F LNmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 則此時操作狀態(tài)下： ? ?5 25 1 . 7 3 1 0 5 8 0 4 7 0 6 1 8 . 0 0 51 7 0 4 7 0 5 8 0 4 7 0p fo fip t fo fififM D DJ m mDDD?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ??? ???? ??????； 所以此時 222 . 6 4 6 1 8 . 0 0 5 2 . 6 4 2 7 . 6 4fp pL J L m m? ? ? ? ? ? ? ?； 根據(jù)上述內(nèi)壓與 外壓的計算可知浮頭法蘭的計算厚度應(yīng)為 mm? ? ，則淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 34 頁 圓整后其名義厚度為 50fn mm? ?。腐 蝕原因如下所述。 管束的組裝 組裝過程： 將活動管板、固定管板和折流板用拉桿和定距管組合。 實例， 對別人的設(shè)計多問幾個為什么 。 2. 布圖計劃 ①設(shè)置 圖層（便于整體修改） ；② 顏色 不宜多；③細節(jié)使用應(yīng)注意。 換熱管與管板的連接 ，不應(yīng)留有影響脹接或焊接連接質(zhì)量的毛刺、鐵屑、銹斑、 油污等； ，焊渣及凸出于換熱管內(nèi)壁的焊瘤均應(yīng)清除?？梢哉f，換熱器的主要設(shè)計計算已經(jīng)完成，其計算結(jié)果將通過裝配圖、部件圖以及零件圖表現(xiàn)出來。此材料在常溫下的許用應(yīng)力 ? ?b =196 aMP? ， 設(shè)計溫度下的許用應(yīng) 力 ? ?tb =176 aMP? ，則 ? ?152()3 .1 1 1 0 1 7 6 1 7 6 7 .0 4tmpbA F F mm???? ? ? ? ?2524 .7 1 0 2 3 9 7 .9196ma bAWmm????? 1mmAA? 或 2mA （取兩者中較大值） = 2mm 221 3 . 1 4 1 7 . 3 5 2 0 3 7 8 0 . 84bA m m? ? ? ? ? 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 共 34 頁 10 . 5 0 . 5 4 7 0a r c s in a r c s in0 . 5 4 0 0 0 . 5 2 . 5 53 5 . 8 4fiioDR? ????? ? ?? ? ?50 . 5 ( ) 0 . 5 ( 2 3 9 7 . 9 3 7 8 0 . 8 ) 1 9 66 . 0 5 5 1 0mb bW A A gN?? ? ? ? ? ??? 操作情況下法蘭的受力： 2 2 650 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 4 7 1 . 3 1 02 . 2 5 1 0D fiF D pN? ? ? ? ??? 力臂 () 537 470 22b fiD DDL m m? ?? ? ? 力矩 562 . 2 5 1 0 3 3 . 5 7 . 5 4 1 0D D DM F L N m m? ? ? ? ? ? 10GpF F N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 . 522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 477 1 0 2 7 . 5 0 . 2 0 4 1 0G G GM F L N m m? ? ? ? ? ? 5 5 52 . 3 7 1 0 2 . 2 5 1 0 0 . 1 2 1 0TDF F F N? ? ? ? ? ? ? ? 力臂 3 3 . 5 2 7 . 5 3 0 . 522DGT LLL m m? ?? ? ? 力矩 550 . 1 2 1 0 3 0 . 5 3 . 6 6 1 0T T TM F L N m m? ? ? ? ? ? 1 5 5t a n 2 . 2 5 1 0 3 5 . 8 4 3 . 2 5 1 0orDF F c tg N??? ? ? ? ? ? 力臂15 5 2 . 5 5 6 1 9 . 9 62 2 c o s 2 2 c o s 3 5 . 8 4froL l m m? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 力矩 573 . 2 5 1 0 1 9 . 9 6 0 . 6 4 9 1 0r r rM F L N m m? ? ? ? ? ? 操作情況下法蘭總力矩： 66( 7 . 5 6 2 . 0 4 0 . 3 6 6 6 . 4 9 ) 1 03 . 4 7 6 1 0p D G T rM M M M MN m m? ? ? ? ? ? ? ? ??? 預(yù)緊螺栓時法蘭的受力： 10GF W N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 . 522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 576 . 0 5 5 1 0 2 7 . 5 1 . 6 7 1 0a G GM F L N m m? ? ? ? ? ? ? ?22 224 1 . 3 4 7 0 4 4 0 0 4 7 0 2 . 6 48 1 7 0 ( 5 8 0 4 7 0 )8 ( )c fi i fitfo fifp D R DL m mDD?? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? 操作狀態(tài)： 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 34 頁 ? ?623 . 4 7 6 1 0 5 8 0 4 7 01 7 0 4 7 0 5 8 0 4 7 04 1 5 . 2 7p fo fip tfo fififM D DJDDDmm?? ??? ? ?? ? ???? ?????????? 預(yù)緊狀態(tài)： ? ?72 10 580 470170 470 580 470fo fiaafi fo fifDDMJD D Dmm?? ??? ? ?? ? ???? ?????????? 則法蘭厚度 操作狀態(tài)： 222 . 6 4 4 1 5 . 2 7 2 . 6 4 2 3 . 1 9fp pL J L m m? ? ? ? ? ? ? ?； 預(yù)緊狀態(tài)： 1 9 9 5 .1 4 4 .6 7fa aJ m m? ? ? ?； 法蘭厚度 f? 取 fp? 與 fa? 之大者，且不小于球冠形封頭名義厚度 n? 的兩倍，故 mm? ? ，則 50fn mm? ? 。 防沖板 當(dāng)管程采用軸向人口接管或換熱器管內(nèi)流體速度超過 3m/s 時，應(yīng)設(shè)置 防沖板，以減小流體的不均勻分布和換熱管端的沖蝕。常見的折流板形式為弓形和圓盤 — 圓環(huán)形兩種，其中弓形折流板有單弓形，雙弓形和三弓形三種，但是工程上使用較多的是單弓形折流板。 脹焊并用主要用于密封性能要求較高；承受振動和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需采用復(fù)合管板等的場合。 換熱管的排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯列三種排列方式。39。 2C C mm??。 設(shè)計的內(nèi)容主要是根據(jù)已經(jīng)選定的換熱器型式進行設(shè)備內(nèi)各零部件（如接管、折流板、定距管、鉤圈、管箱等）的設(shè)計，包括：材料的選擇、具體尺寸確定、確定具體位置、管板厚度的計算、浮頭蓋和浮頭法蘭厚度的計算、開孔補強計算等。 Pc=+Pl= MPa 0 .7 6 9 .8 0 .5 3 .7 2 4 1 .3 5 % 0 .0 6 5lap g h P M P a?? ? ? ? ? ? ? ? 殼體計算厚度按下式計算為： ? ? 1 . 3 5 0 0 2 . 2 62 1 7 0 0 . 8 5 1 . 32 cit cD mm? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?； 設(shè)計厚度 2 2 C mm??? ? ? ? ?； 名義厚度 1 10nd C m m??? ? ? ? ? ? ? ? （其中 ? 為向上圓整量）； 查其最小厚度為 8mm，則此時厚度滿足要求，且經(jīng)檢查， ??t? 沒有變 化，故合適。 接管的選取 淮海工學(xué)院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 34 頁 循 環(huán)水進口與出口選用無縫鋼管尺寸為 ? 168? 6，材料為 16Mn。