【文章內(nèi)容簡介】 50mm， 600mm， 800mm， 1000mm。 允許的最小折流板間距為殼體內(nèi)徑的 20%或 50mm，取其中較大值。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關，當換熱器內(nèi)流體無相變時，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體 流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低 。 折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質由此泄漏的量越少，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，增加設備成本，故此間隙要 求適宜。 折流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關，見表 。 表 . 折流板厚度 / mm 殼體公稱內(nèi)徑 /mm 相鄰兩折流板間距 /mm ≤ 300 300～ 450 450～ 600 600～ 750 ＞ 750 200～ 250 3 5 6 10 10 400～ 700 5 6 10 10 12 700～ 1000 6 8 10 12 16 ＞ 1000 6 10 12 16 16 支承板厚度一般不應小于表 (左 )中所列數(shù)據(jù)。 支承板允許不支承的最大間距可參考表 （右）所列數(shù)據(jù)。 表 經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，取弓形折流圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為： h=160mm 取折流板間距 B=，則： B=179。 650=195mm 可取 B=200mm 因而查表可得：折流板厚度為 5mm，支承板厚度為 8mm，支承板允許不支承最大間距為1800mm。 折流板數(shù) NB= （塊）折流板間距 傳熱管長 2912 0 06 0 0 0 ??? 折流板圓缺面水平裝配。 取接管內(nèi)油品流速為 u= 則接管內(nèi)徑為： d= muV )8253600/(1 2 6 2644 ?? ???? 所以，取標準管的內(nèi)徑為 80mm。 查表得， PN 150mm。 取接管內(nèi)循環(huán)水流速 u=，則接管內(nèi)徑： d= )9943600/( ?? ?? 取標準管徑為 150mm。 查表得，查表得， PN 200mm。 換熱器設計之中，為了使換熱面積得以充分利用，殼程流體進出口接管應盡量靠近兩端的管板，而管箱的進出口盡量靠近管箱法蘭，從而減輕設備重量。所以，殼程和管程接管的最小位置的計算就顯得很必要了。 殼體直徑 /mm ＜ 400 400～800 900～1200 管子外徑 /mm 19 25 38 57 支承板厚度/mm 6 8 10 最大間距 /mm 1500 1800 2500 3400 1） .殼程接管位置的最小尺寸 所設計的為帶補強圈的殼程接管，則殼程接管位置的最小尺寸 L1可用如下公式計算： L1≧ CbDH ??? )4(2 式子中： HD —— 補強圈的外圈直徑， mm b—— 管板厚度， mm C—— 補強圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離， mm。而且， C≧ 4S且 C≧ 32,S為殼體厚度。 經(jīng)計算易得，殼程接管位置的最小尺寸為： 120mm。 2） . 管程接管位置的最小尺寸 所設計的為帶補強圈的管程接管，則管程接管位置的最小尺寸 L2可用如下公式計算： L2≧ CbDH ??? )4(2 式子中： HD —— 補強圈的外圈直徑， mm b—— 管板厚度， mm C—— 補強圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離， mm。而且， C≧ 4S且 C≧ 32,S為殼體厚度。 經(jīng)計算易得，管程接管位置的最小尺寸為： 140mm。 、封頭 查 GB15199P21表 8得圓筒厚度為： 8 mm 查 JB/T473795，橢圓形封頭與圓筒厚度相等，即 8mm 示意圖如下： 查表可得其尺寸數(shù)據(jù)，見下表 公稱直徑DN（ mm） 曲面高度1h （ mm） 直邊高度 2h （ mm） 碳鋼厚度 δ（ mm） 內(nèi)表面積 A 2m 容積 V 2m 質量 m kg 600 150 25 8 0． 4374 0． 0353 27． 47 管板除了與管子和殼體等連接外，還是換熱器中的一個重要的受壓器件。 結構 尺寸 查（《化工單元設備設計》 P2527）得固定管板式換熱器的管板的主要尺寸： 公稱直徑 D 1D 3D 4D b c d 螺栓孔數(shù) 600 730 690 598 645 36 10 23 28 在固定管板式換熱器中，管板與殼體的連接均采用焊接的方法。由于管板兼作法蘭與不兼作法蘭的區(qū)別因而結構各異，前者的結構見圖 115，其中圖 115（ a）形式是在管板上開槽，殼體嵌入后進行焊接，殼體對中容易，施焊方便，適合于壓力不高、物料危害性不高的場合；如果壓力較高，設備直徑較大，管板較厚時，可采用圖115（ b）形式，其焊接時較難調(diào)整。 管板在換熱器的制造成本中占有相當大的比重，管板設計與管板上的孔數(shù)、孔徑、孔間距、開孔方式以及管子的連接方式有關，其計算過程較為復雜，而且從不同角度出 發(fā)計算出的管板厚度往往相差很大。一般浮頭式換熱器受力較小，其厚度只要滿足密封性即可。對于脹接的管板，考慮脹接剛度的要求，其最小厚度可按表 ?？紤]到腐蝕裕量，以及有足夠的厚度能防止接頭的松脫、泄露和引起振動等原因，建議最小厚度應大于 20mm。 表 . 管板的最小厚度 換熱器管子外徑 0d /mm ≤ 25 32 38 57 管板厚度 /mm 30d /4 22 25 32 換熱管的外徑為 25mm，因而管板厚度取為 30d /4=，取上述的最小厚度 20mm。 經(jīng)過查表，對于碳鋼、低合金鋼的換熱管的規(guī)格及尺寸偏差見下表： 材料 換熱管標準 管子規(guī)格 高精度、較高精度偏差 外徑， mm 厚度， mm 外徑偏差， mm 壁厚偏差， mm 碳鋼 GB/TB8163 ≧ 14~30 2~ 177。 +12% 低合金鋼 GB9948 10% 管子在管板上的排列方式最常用的為圖 19所示的（ a）、（ b）、（ c）、（ d）四種，即正三角形排列（排列角為 30176。）、同心圓排列、正方形排列（排列角為 90176。）、轉角正方形排列（排列角為 45176。）。當管程為多程時，則需采取組合排列，圖 110為二管程時管小組合排列的方式之一。 正三角形的排列方式可在同樣的管板面積上排列最多的管數(shù)，故用的最為普遍，但管外不易機械清洗。為了便于清洗管子外表面上的污垢，可采用正方形與轉角正方形排列的管束。在小直徑的換熱器中，常用同心圓排列，在相同直徑的管板上所排列的管數(shù)比按正三角形排 列還多。 圖 采用組合排列法，即每程均按正三角形排列，隔板兩側采用正方形排列 。 換熱管的中心距經(jīng)查表可得：（ mm） 換熱管外徑 d 換熱管中心距 分程隔板槽兩側相鄰管的中心距 25 32 44 nc= ? ? ???N 布管限定圓為管束的最外層換熱管中心圓直徑，固定管板式換熱器的布管限定圓如下可得： dm=Di2b3=6002*8=584mm 式子中， Di—— 筒體內(nèi)直徑， mm b3—— 大小為 ，且大于 8mm 經(jīng)查表，分程隔板的尺寸如下表： 公稱直徑 DN/mm 隔板最小厚度 ? /mm 碳素鋼 600 8 分程隔板有單層和雙層兩種，單層隔板與管板的密封結構如圖 118所示，隔板的密封面寬度最小為（ S+2） mm。隔板材料與封頭材料相同。雙層隔板的結構見圖 119，雙層隔板具有隔熱空間，可防止熱流短路。 各種換熱器的直徑和拉桿數(shù)，可參見下表選用。 表 殼體直徑 /mm 拉桿直徑 /mm 最少拉桿數(shù) 殼體直徑 /mm 拉桿直徑 /mm 最少拉桿 數(shù) 200～ 250 10 4 1100 12 8 273， 400，500， 600 12 4 ＞ 1250 12 10 800， 1000 12 6 經(jīng)查表易得，拉桿數(shù)為為 4，直徑為 12 拉桿 示意圖如下所示： 經(jīng)查表，拉桿尺寸如下： 拉桿公稱直徑nd /mm 數(shù)量 基本尺寸 拉桿直徑 d/mm aL /mm bL /mm b /mm 12 4 12 15 ≧ 50 拉桿孔 示意圖如下所示： 12nd mm? , 2 12 18nl d m m? ? ? ? 管子與管板的連接是管殼式換熱器制造中最主要的問題。對于固定管板換熱器，除要求連接處保證良好的密封性外，還要求接合處能承受一定的軸向力，避免管子從管板中拉脫。 管子與管板的連接方法主要是脹接和焊接。脹接是靠管子的變形來達到密封和壓緊的一種機械連接方法，如圖 113所示。當溫度升高時，材料的剛性下降，熱膨脹應力增大，可能引起接頭的脫落或松動，發(fā)生泄露。一般認為焊接比脹接更能保證嚴密性。對于碳鋼或低合金鋼，溫度在 300℃以上，蠕變會造成脹接殘余應力減小，一般采用焊接。 焊接接口的形式見圖 114。圖 114（ a） 的結構是常用的一種；為了減少管口處的流體阻力或避免立式換熱器在管板上方滯留的液體，可采用圖 114（ b）的結構；為了不使小直徑管子被熔融的金屬堵住管口，則可改成圖 114（ c）的結構；圖 114（ d）的形式適用于易產(chǎn)生熱裂紋的材料，但加工量大。 脹接和焊接方法各有優(yōu)缺點，在有些情況下，如對高溫高壓換熱器，管子與管板的連接處，在操作時受到反復熱變形、熱沖擊、腐蝕與流體壓力的作用，很容易遭到破壞，僅單獨采用脹接或焊接都難以解決問題，如果采用脹焊結合的方法，不僅能提高連接處的抗疲勞性能，還可消除應力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。目前脹焊結合的方法已得到比較廣泛的應用。 換熱管規(guī)格 外徑 ? 壁厚 /mm 換熱管最小伸出長度 最小坡口深度 3l /mm 1l /mm 25? 2 的選擇 、鞍式支座 的示意圖 (BI型 ) . 防沖板或導流筒的選擇 因為水 u=， 煤油流量 222 ./2 2 3 01 2 8 smkgV ????? ,所以管程和殼程都不設防沖板或導流筒。 (BI型 )： 的設定討論 由于管壁熱阻一般可以忽略，故可以認為管內(nèi)外壁的溫度是相同的，由此可以得到以下的關系：sioiwsoowoRttRtt???????11中， to， ti， tw分別為殼程，管程流體的平均溫度和壁溫。采用試差法最終求得 t