【導(dǎo)讀】U型管式換熱器的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及制造、檢修和維護(hù)。設(shè)計(jì)壓力確定壁厚，使換熱器有足夠的腐蝕裕度，從而使設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)化組合。設(shè)計(jì)結(jié)果滿(mǎn)足用戶(hù)要求，安全性與經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保要求均合格。

　　

【正文】 ????? ??? MMMM fmws ? ： 不計(jì)溫差應(yīng)力： 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 17 計(jì)算值 afiawsfMpDPMY37 0 0 6 8 7 442239。~39。?????????????????????????? 許用值 ? ? atr Mp2 2 51 5 ???? 計(jì)溫差應(yīng)力： 計(jì)算值 ? ? ? ?afiawsfMpDPMY37442239。~39。???????????????????????????? 許用值 ? ? atr Mp45015033 ???? ： 不計(jì)溫差應(yīng)力： 計(jì)算值 ? ?at Mpdl aq ??? ???? ?? 許用值 ? ? aMpq 65? 計(jì)溫差應(yīng)力： 計(jì)算值 at Mpdl aq ??? ??? ?? 許用值 ? ? aMpq 1 9 56533 ???焊接 僅有管程壓力 tP 作用下的危險(xiǎn)組合工況 ? ?0?sP ： 不計(jì)溫差應(yīng)力： ? ? ~~ ???????? MMM pws ? 計(jì)溫差應(yīng)力： ? ? ~~ ???????? MMM pws ? ： 不計(jì)溫差應(yīng)力： 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 18 計(jì)算值 ? ? ? ?afiawsfMpDPMY37 0 2 0 7 442239。~39。???????????????????????????? 許用值 ? ? atr Mp2 2 51 5 ???? 計(jì)溫差應(yīng)力： 2~39。39。4 if w s a fDY M P??????? ???? 計(jì)算值 ? ? ? ?23. 14 80 016 .7 3 0. 00 15 13 12 .8 0. 54 514 37 aMp??? ? ? ? ? ? ? ? ????? 許用值 ? ? atr Mp45015033 ???? ： 不計(jì)溫差應(yīng)力： 計(jì)算值 at Mpdl aq ??? ??? ?? 許用值 ? ? aMpq 65? 計(jì)溫差應(yīng)力： 計(jì)算值 at Mpdl aq ??? ??? ?? 許用值 3? ? aMpq 195653 ???焊接 計(jì)算結(jié)果：管板名義厚度 mmn 70?? 管板校核通過(guò)。 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 19 第五章 換熱器的制造、檢驗(yàn)、安裝與維修 換熱器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收 換熱器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收，應(yīng)遵守 GB1511999 和 GB1501998 的有關(guān)規(guī)定。 筒體 a 圓筒內(nèi)直徑允許偏差：用板材卷制時(shí)，內(nèi)直徑允許偏差可通過(guò)外圓周長(zhǎng)加以控制，其外圓周長(zhǎng)允許上偏差為 10mm，下偏差為 0。 b 圓筒同一斷面上，最大直徑與最小直徑之差為 e≤ %DN， DN=% 1100= c 圓筒直線(xiàn)度偏差為 L/1000，且當(dāng) L≤ 6000mm 時(shí)，其值不大于 。 L=6000mm 所以直線(xiàn)度允許偏差 。進(jìn)行檢查時(shí)，應(yīng)通過(guò)中心線(xiàn)和垂直面即沿圓周 0176。、 90176。、 180176。、 270176。四個(gè)部位測(cè)量。 d 殼體內(nèi)壁凡有礙管束順利裝入或抽出的焊縫均應(yīng)磨至與母材表面齊平。 e 插入式接管不應(yīng)伸出管箱、殼體和頭蓋的內(nèi)表面。 換熱管 a 換熱管管端外表面應(yīng)除銹，用于焊接時(shí)，管端清理長(zhǎng)度 應(yīng)不小于管外徑，且不小于 25mm。 b 管端坡口應(yīng)采用機(jī)械方法加工，焊前應(yīng)清洗干凈。 管板 a 管板由 低合金鋼鍛件 16MnR 制成，加工前表面不平度不得大于 2mm，如超過(guò)此值，應(yīng)先進(jìn)行校平，然后進(jìn)行加工。 b 拼接管板的對(duì)接接頭應(yīng)進(jìn)行 100%射線(xiàn)或超聲檢測(cè)，按 JB473094 進(jìn)行表面檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果不低于 Ⅲ 級(jí)，或超聲檢測(cè)中的Ⅰ級(jí)為合格。 c 換熱管與管板的連接：二者采用焊接的形式連接，連接部位的換熱管和管板孔表面，應(yīng)清理干凈，不得有毛刺、鐵屑、銹斑、油污等。焊渣及凸出于換熱器內(nèi)壁的焊瘤均應(yīng)清除。 d 管板與換熱管焊接時(shí)，管孔表面粗糙度 Ra值≤ 25181。m。 折流板、支持板 a 折流板、支持板的管孔直徑及允許誤差按 GB1511999 中 的規(guī)定為： ，但允許超差 的管孔數(shù)不得超過(guò) 4%。 b 折流板、支持板外圓表面粗糙度 Ra 值不得大于 25181。m，外圓面兩側(cè)的尖角應(yīng)倒鈍。還應(yīng)取出折流板、支持板上的任何毛刺。 管束的組裝 a 拉桿上的螺母應(yīng)擰緊，以免在裝入或抽出管束時(shí)，因折流板竄動(dòng)而損傷換熱管。 b 穿管時(shí)不應(yīng)強(qiáng)行敲打，換 熱管表面不應(yīng)出現(xiàn)凹癟或劃傷。 c 除換熱管與管板間以焊接連接外，其他任何零件均不準(zhǔn)與換熱管相焊。 d 管箱應(yīng)在補(bǔ)焊后作消除應(yīng)力的熱處理，設(shè)備法蘭應(yīng)在熱處理后加工。 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 20 e 換熱器的密封面應(yīng)予以保護(hù)，不得因磕碰劃傷、電弧損傷、焊瘤、飛濺等二損壞密封面。 換熱器的組裝 a 換熱器零、部件在組裝前應(yīng)認(rèn)真檢查和清掃，不應(yīng)留有焊疤、焊接飛濺物、浮銹及其他雜物等。 b 吊裝管束時(shí)，應(yīng)防止管束變形和損傷換熱管。 c 螺栓的緊固至少應(yīng)分三遍進(jìn)行，每遍的起點(diǎn)應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi) 120176。角。 壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)的方法 及要求應(yīng)符合 GB1501998《鋼制壓力容器》第十章 的規(guī)定。 U 型管換熱氣的壓力試驗(yàn)的順序：先用 試 驗(yàn) 壓 環(huán)進(jìn)行殼程試驗(yàn) ， 同時(shí)檢查接頭，水壓試驗(yàn)壓力 1Mpa（表壓） 在進(jìn)行殼程 試驗(yàn)，合格后，再以 （表壓）進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 換熱器的安裝 與維護(hù) 安裝 ：根據(jù)該換熱器的結(jié)構(gòu)形式，在換熱器的兩端留有足夠的空間來(lái)滿(mǎn)足拆裝、維修的需要。 ：必須使換熱器不發(fā)生下沉。在活動(dòng)支座的一端應(yīng)予埋滑板。 （ 1）活動(dòng)支座的地腳螺栓應(yīng)裝有兩個(gè)緊鎖的螺母，螺母與底板 間應(yīng)留有 1～ 3mm 的間隙。 （ 2）地腳螺栓兩側(cè)均有墊鐵。設(shè)備找平后，斜墊鐵，可與設(shè)備支座底板焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。 （ 3） 墊鐵的安裝不應(yīng)妨礙換熱器的熱膨脹。 維護(hù) 換熱器不得在超過(guò)銘牌規(guī)定的條件下進(jìn)行。要經(jīng)常對(duì)管殼程介質(zhì)的溫度和壓降進(jìn)行監(jiān)督，分析換熱器的泄漏和結(jié)構(gòu)情況。在壓降增大和傳熱系數(shù)降低超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和換熱器的結(jié)構(gòu)，選擇有效的方法進(jìn)行清洗。應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視管束的振動(dòng)情況。 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 21 結(jié)束語(yǔ) 這次設(shè)計(jì)是在大學(xué)完成四年全部課程的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)習(xí)對(duì) 10 104 廠(chǎng)的 實(shí)地考察，參觀(guān)了一系列的換熱設(shè)備，查閱 了相關(guān)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練。兩個(gè)多星期 以來(lái)，我們?cè)谥笇?dǎo)教師的熱心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)個(gè)人的努力，順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。 本次設(shè)計(jì)大致分四個(gè)步驟，首先進(jìn)行的是工藝部分的計(jì)算，確定出換熱面積、換熱管數(shù)、管長(zhǎng)、管程及殼程流體的流速、換熱器筒體的內(nèi)徑等：然后 就開(kāi)始換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)已知條件及工藝計(jì)算部分的結(jié)果選定 U 型管 換熱器，其中涉及到了一系列零部件的設(shè)計(jì)和選擇，這步工作需要參照 GB151， GB150 等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；接著進(jìn)行各零部件的強(qiáng)度校核 ，用以保證各零部件的強(qiáng)度和剛度，這也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。這三步工作完成以后，最后就是繪圖和論文的編排與打印。 設(shè)計(jì)是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，其中有很多因素都必須考慮到，因此需要一定的耐心和細(xì)心才能夠完得成。 在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我學(xué)到了很多知識(shí)， 把以前的理論知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際當(dāng)中，但是，由于時(shí)間和自己掌握的知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免有錯(cuò)誤，衷心希望老師指正。 吉林化工學(xué)院 課程 設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)） 22 參考文獻(xiàn) [1] 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) .上海：科學(xué)技術(shù)出版社； 1982 [2] 管殼式換熱器 :GB1511999. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版 [3] 鋼制壓力容器 :GB1501998. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版 [4] 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T4700～ ， 2020 [5] 壓力容器與化工設(shè)備使用手冊(cè) .北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [6] 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [7] 化工原理 . 天津 天津大學(xué)出版社 1999 [8] 過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) . 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2020 附件 U型管式 換熱器裝配圖圖紙一張 （ A1）