u形管換熱器課程設(shè)計--u形管換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-14 13:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 管箱。（3）、C型、D型管箱 這種形式是管箱一端與殼體及管板連成一體，或是用于可拆管束與管板制成一體的管箱，另一端可采用A型結(jié)構(gòu)，減少了泄漏的可能性。一般用的較少，只在高壓情況下采用。在本設(shè)計中管程分為2程，它就還起著改變流體流向的作用。本設(shè)計管箱采用的是B型封頭管箱型，這種管箱用于單程或多程管箱，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，適于高壓，清潔介質(zhì)可以節(jié)省一塊造價高的盲板、法蘭和幾十對螺栓，且橢圓封頭受力情況良好，缺點是檢查管子和清洗管城時必須拆下連接管道和管箱。管箱所要確定的尺寸主要是管箱長度，分程隔板位置尺寸是由配管圖確定，管箱直徑是由殼程直徑?jīng)Q定。管箱長度尺寸的確定是以保證流體分布均勻、流速合理以及強度因素來確定最小長度，而以制造安裝方便來限制最大長度。管箱長度除考慮流通面積，各相鄰焊縫間的距離外還應(yīng)考慮管箱中內(nèi)件的焊接和清理。多管程換熱器必須按照分程方法在管箱內(nèi)安放分程隔板，分程隔板的材料為碳鋼，當(dāng)殼體直徑為500mm時，分程隔板的厚度為10mm，各版應(yīng)被連續(xù)的焊接在管箱壁上。 換熱器的管箱封頭一般為橢圓形或者平蓋形。平蓋形拆裝方便，維修管程時不必拆卸管道。一般小直徑壓力低維修需要拆卸時，傾向于使用平蓋封頭。在壓力不高的情況下，換熱器直徑小于等于900mm時，可用平蓋或者橢圓形封頭；換熱器直徑大于900mm，通常使用平蓋。本設(shè)計中換熱器公稱直徑500mm，故選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。封頭尺寸如下表：封頭內(nèi)徑封頭總高度H直邊段高度h500mm15025 接管、接管法蘭接管（含內(nèi)焊縫）不應(yīng)突出殼體內(nèi)表面，并在該部位打磨平滑，以免妨礙管束的拆裝；接管應(yīng)盡量沿徑向或軸向布置，以方便配管和檢修；對利用接管（或接口）仍不能放氣和排液的換熱器，應(yīng)在管程和殼程的最高點設(shè)置放氣口，最低點設(shè)置排液口其最小公稱尺寸為20mm。接管的確定：管徑的選擇取決于適宜的流速，處理量，結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)及強度要求。管程接管定為內(nèi)徑為80mm，外徑為89mm的接管；殼程接管定為內(nèi)徑為150mm,外徑為159mm。這樣既滿足了換熱器外型結(jié)構(gòu)勻稱、合理、協(xié)調(diào)以及強度要求。接管的伸出長度（高度）確定，接管伸出殼體（或管箱殼體）外壁的長度，主要考慮法蘭的形式，焊接操作條件，螺栓拆裝等因素。 （mm）式中 h：接管的法蘭厚度，mm； ：接管法蘭的螺母厚度，mm； ：保溫層厚度，mm； ：接管的安裝高度，mm。 上述估算后應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，常見接管高度150mm、200mm、250mm、300mm。取管程接管高度為150mm；殼程接管高度為200mm。按GB 9112～9125，法蘭的結(jié)構(gòu)形式和密封面形式，應(yīng)根據(jù)使用介質(zhì)，設(shè)計壓力，設(shè)計溫度公稱直徑等因素來確定。由于凹凸面對中性好，所以常在換熱器法蘭密封面上使用。法蘭上的螺栓孔中換熱器的中心線，在中心線兩側(cè)均勻布置。本設(shè)計中的接管公稱直徑為80mm和150mm，接管法蘭按照HG20594—97選取帶頸平焊法蘭（SO）.帶頸法蘭應(yīng)采用熱軋或鍛件加工制成，加工后法蘭的軸線須與原坯件的軸線平行。必要時采用鋼板制造帶頸法蘭。圖13平焊帶頸法蘭管箱法蘭通常采用長頸法蘭和平焊法蘭。以工藝條件：，以及設(shè)計溫度殼體40℃，管箱150℃和公稱直徑500mm，按JB47012000甲型平焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)選取。～4Mpa。符合要求。 管箱的最小內(nèi)測深度（1） 軸向開口的單管程，開口中心處的最小深度應(yīng)不小于按管內(nèi)直徑的 1/3；（2）；當(dāng)操作允許時，也可等于每程換熱管的流通面積。（3）管箱上各相鄰焊縫間的距離不應(yīng)小于3倍的筒體壁厚且不小于50毫米。所以管箱的最小內(nèi)測深度為：340mm。其中管箱筒體長度190mm。 分程隔板在換熱器中，不論是管外還是管內(nèi)的流體，要提高它們的給熱系數(shù)，通常是采用設(shè)置隔板的方式來增加程數(shù)以提高流體的流速來實現(xiàn)其目的的。這就是分程隔板，這種隔板在殼程習(xí)慣稱作縱向隔板，對管程來說習(xí)慣稱為分程隔板。管程分程隔板用來將管內(nèi)流體分程，分程隔板裝置在管箱內(nèi)隔板的形式要簡單，焊縫盡量少，密封長度要短，程與程之間的面積差不宜過大，溫差以不超過28℃為宜。分程隔板應(yīng)與封頭、管箱短節(jié)等同材料，要求管箱隔板密封面與管箱法蘭密封面，管板密封面與分程槽面必須處于同一基面。分程隔板的最小厚度應(yīng)不小于下表的規(guī)定：公稱直徑DN隔板最小厚度碳素鋼及低合金鋼高合金鋼≤60086＞600～≤1200108＞1200～≤20001410 縱向隔板是安裝在殼程內(nèi)的一平行于傳熱管充滿殼體內(nèi)的矩形平板。使得殼程流體形成雙殼程。由于加進(jìn)隔板在殼體內(nèi)，使隔板與殼體內(nèi)壁及隔板與管板面接觸部分存在間隙，介質(zhì)易產(chǎn)生短路，降低換熱效率，故縱向隔板與殼體內(nèi)壁間要求嚴(yán)密。縱向隔板厚度一般為：碳鋼和低合金鋼6～8mm；合金鋼不小于3mm。所以本設(shè)計分程隔板的厚度為8mm。 U形管 U形管選擇 本設(shè)計采用光管，光管是管殼式換熱器換熱管的傳統(tǒng)形式，它廉價，易于制造，安裝，檢修，清洗方便。管徑采用標(biāo)準(zhǔn)管徑192，采用標(biāo)準(zhǔn)管徑在結(jié)構(gòu)上和經(jīng)濟(jì)上均有好處，而且192屬于小徑管，管徑小，單位體積傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊性高，金屬耗材量少，傳熱系數(shù)也高。而且循環(huán)水不屬于粘度大或污濁流體，不會造成太多的沉淀。根據(jù)計算管長采用6m，管長與管徑之比為10，應(yīng)采用臥式設(shè)備。管子材料采用碳鋼。 U形管彎管段的彎曲半徑U形管彎管段的彎曲半徑R應(yīng)不小于兩倍的換熱管外徑，常用的換熱管的最小彎曲半徑可按表32選取。圖13 U形管彎管段的彎曲半徑U型管的彎曲程度如下表：U形管彎管段的最小彎曲半徑換熱管外徑1012141619202220243032404045 U型管彎管段的圓度偏差應(yīng)不大于換熱管名義外徑的10%，%驗收。 管板（1）槽深宜不小于4mm；（2）分程隔板槽的寬度為：碳鋼12mm，不銹鋼11mm；（3）分程隔板槽拐角處的倒角一般為45176。倒角寬度b近似等于分程墊片的 圓角半徑R。（4） 隔板槽密封面應(yīng)與環(huán)形密封面齊平，或略低于環(huán)形密封面（控制在 ）。①管板孔直徑 。②最大布管圓直徑 490mm。③管孔數(shù)和管子數(shù) 相同為224根。④管板與殼體及管箱的連接 采用將管板夾在殼體法蘭和管箱法蘭之間構(gòu)成可拆式連接，可是殼程清洗方便。⑤管板的厚度 應(yīng)比封頭的厚度厚，因為管板要開孔，強度會降低當(dāng)殼徑為500mm時常用的管板厚度為45mm，因孔較多，封頭厚度為8mm；取為50mm。 布管定圓布圓定管可按下表確定。布管定圓換熱器型式固定管板式、U型管式浮頭式布管定圓直徑由資料得：為圓筒內(nèi)直徑，mm；為固定管板換熱器或U型管換熱器管束最外層換熱管外表面至殼體內(nèi)壁的最短距離，=，一般不小于8mm。布管圓直徑：不銹鋼換熱管的管板管孔直徑及允許偏差應(yīng)符合
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