【正文】 + 鉆孔后應(yīng)抽查不小于 60176。 布管定圓 布圓定管可按下表確定。 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。 ②最大布管圓直徑 490mm。 （ 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 以內(nèi)）。 管板 分程隔板槽 （ 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。2 選取。管子材料采用碳鋼。而且循環(huán) 水不屬于粘度大或污濁流體，不會(huì)造成太多的沉淀。 2，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 ? 19179。 U 形管 U 形管選擇 本設(shè)計(jì)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(jià)，易于制造，安裝，檢修，清洗方便?？v向隔板厚度一般為：碳鋼和低合金鋼 6～ 8mm；合金鋼不小于 3mm。使得殼程流體形成雙殼程。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。這就是分程隔板，這種隔板在殼程習(xí)慣稱作縱向隔板，對(duì)管程來(lái)說(shuō)習(xí)慣稱為分程隔板。其中管箱筒體長(zhǎng)度 190mm。 （ 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。符合要求。以工藝條件：管側(cè)壓力 殼體壓力 ，以及設(shè)計(jì)溫度殼體 40℃，管箱 150℃和公稱直徑 ? 500mm，按JB47012021 甲型平焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)選取。必要時(shí)采用鋼板制造帶頸法蘭。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。 接管法蘭的確定 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(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度公稱直徑等因素來(lái)確定。 上述估算后應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，常見(jiàn)接管高度 150mm、 200mm、 250mm、 300mm。 接管的伸出長(zhǎng)度（高度）確定，接管伸出殼體（或管箱殼體）外壁的長(zhǎng)度，主要考慮法蘭的形式，焊接操作條件，螺栓拆裝等因素。 12 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。封頭尺寸如下表： 封頭內(nèi)徑 iD 封頭總高度 H 直邊段高度 h 500mm 150 25 接管、接管法蘭 接管 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(duì)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(diǎn)設(shè)置放氣口，最低點(diǎn)設(shè)置排液口其最小公稱尺寸為 20mm。在壓力不高的情況下，換熱器直徑小于等于 900mm 時(shí)，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。平蓋形拆裝方便，維修管程時(shí)不必拆卸管道。 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(shí)，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。管箱長(zhǎng)度尺寸的確定是以保證流體分布均勻、流速合理以及強(qiáng)度因素來(lái)確定最小長(zhǎng)度，而以制造安裝方便來(lái)限制最大長(zhǎng)度。本設(shè)計(jì)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，適于高壓，清潔介質(zhì)可以節(jié)省一塊造價(jià)高的盲板、法蘭和幾十對(duì)螺栓，且橢圓封頭受力情況良好，缺點(diǎn)是檢查管子和清洗管城時(shí)必須拆下連接管道和管箱。一般用的較少，只在高 壓情況下采用。 （ 2）、 B 型封頭管箱型 如圖（ b），用于單程或多程管箱，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，適于高壓，清潔介質(zhì)，可省掉一塊造價(jià)高的盲板、法蘭和幾十對(duì)螺栓，且橢圓封頭受力情況要比平端蓋好的多，缺點(diǎn)是檢查管子和清洗管程時(shí)必須拆下連接管道和管箱。 管箱及封頭 管箱管箱分類 （ 1）、 A 型（平蓋管箱）如圖（ a）裝有管箱平蓋（或稱盲板），清洗管程時(shí)只要拆開(kāi)盲板即可，而不必拆卸整個(gè)管箱和與管箱相連的管路，缺點(diǎn)是盲板結(jié)構(gòu)用材多，且尺寸較大是 得用鍛件，耗費(fèi)大量機(jī)加工時(shí)，提高制造成本，并增加一道密封的泄漏可能。筒體采用板材卷制。筒體的有效厚度及名義厚度在強(qiáng)度計(jì)算中確定。 （ 2）壁厚的確定 筒體壁厚應(yīng)按照 GB150—— 1998 第五章進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 ,但碳素鋼和低合金鋼應(yīng)不小于表 31的規(guī)定。當(dāng)換熱器的公稱直徑小于等于 400mm 時(shí)，其筒體使用管材制作。 管板上兩傳熱管中心距離稱為管心距，管心距的大小主要與傳熱管和管板的連接方式有關(guān)，此外還要考慮到管板強(qiáng)度和清洗管外表面時(shí)所需的空間。如圖所示。正方形排列的優(yōu)點(diǎn)是便于清洗列管的外壁，適用于殼程流體易產(chǎn)生污垢的場(chǎng)合； 但是在同樣的管板面積上可排列的管子數(shù)量為最少。傳熱管的排列應(yīng)使其在整個(gè)換熱器圓截面上均勻分布 ，同時(shí)還要考慮流體的性質(zhì)，管箱結(jié)構(gòu)及加工制造等方面的問(wèn)題。 M TN — 換熱管總數(shù)。 mm 9 PA — 所需換熱面積。對(duì)設(shè)備制造、裝配、檢驗(yàn)和試車等工序提出合理的要求，以文字形式標(biāo)注在總圖上； 第二章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱管數(shù)的計(jì)算 擬用傳熱管規(guī)格為 ? 19x2，管長(zhǎng) L＝ 6000mm，傳熱管數(shù) NT為 90 ????? ?? LdANoPT 換熱管取 252 根。根據(jù)總裝配圖來(lái)繪制零件圖稱為拆圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、受力條件和材料的力學(xué) 性能、腐蝕性能等進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，最后確定合理的結(jié)構(gòu)尺寸； （ 5）繪制設(shè)備總裝圖。 （ 2）選用零部件。通常先按壓力因素來(lái)選材；由于我所設(shè)計(jì)的換熱器溫度在 40℃～200℃的區(qū)間內(nèi)，故溫度不作 為選材主要因素；由于換熱介質(zhì)是水和空氣，它們的腐蝕性也可不予考慮。依據(jù)工藝設(shè)計(jì)所得工藝條件（介質(zhì)物性、壓力、溫度、結(jié)構(gòu)尺寸等）設(shè)備內(nèi)、外附件的選型來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定厚度大小進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)和校核。 、課程設(shè)計(jì)的步驟 設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備階段 （ 1）設(shè)計(jì)前從圖書(shū)館借閱相關(guān)的資料、手冊(cè)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)中可能用到的資料； （ 2）仔細(xì)研究設(shè)計(jì)任務(wù)， 分析設(shè)計(jì)題目的原始數(shù)據(jù)和工藝條件，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求，以期做 設(shè)計(jì)時(shí)不差分毫； （ 3）設(shè)計(jì)前溫習(xí)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)中所給的教科書(shū)：工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、金屬工藝學(xué)、過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)、壓力容器相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 1 U型管式換熱器 換熱器類型： U型管式換熱器 主要工 藝參數(shù)如下： 冷卻流體參數(shù) 冷卻介質(zhì)參數(shù) 被冷卻流體 熱空氣 冷卻介質(zhì)類型 循環(huán)水 H20 進(jìn)氣溫度 150℃ 進(jìn)口溫度 30℃ 出氣溫度 40℃ 出口溫度 40℃ 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的換熱器管、殼程頂 部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。 管程數(shù)： 2程；殼程數(shù)： 2程。 公稱長(zhǎng)度即 U 型管的直管長(zhǎng)度： 6m。 管程壓力： Mpa；殼程壓力： 。 B:封頭管箱； I:U 型管式換熱器； U： U型管束。零件的尺寸以圖樣的尺寸為準(zhǔn)，對(duì)尺寸的修改可以適度地作 出調(diào)整，以期達(dá)到經(jīng)濟(jì)和功能的同步。圓整要適度。具有積極主動(dòng)的學(xué)習(xí) 態(tài)度和進(jìn)取精神，強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考，做好典型的設(shè)計(jì)，在整個(gè)過(guò)程中學(xué)會(huì)收集，整理，用運(yùn)各種資料來(lái)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使得設(shè)計(jì)有有章可循，有法可依，當(dāng)設(shè)計(jì)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有矛盾時(shí)必須嚴(yán)格計(jì)算和驗(yàn)證，直到符合要求。 、設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)容 為了能夠圓滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，我們?cè)趯?shí)際中要求：樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想掌握設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為以后的工作中創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 在大 學(xué) 畢業(yè)之際為了以后能系統(tǒng)地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，我們有必要認(rèn)真地做一份畢業(yè)答卷 —— 畢業(yè)設(shè)計(jì)。 并且隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展及能源價(jià)格的提高， 應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，利用換熱器進(jìn)行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑?lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 4） 換熱器是一種實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是在石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備。 （ 3）管殼式換熱器屬于間壁式換熱器，其換熱管內(nèi)構(gòu)成的流體通道和稱為管程，換熱管外構(gòu)成的流體通道稱為殼程。管束管殼式換熱器的核心，換熱管作為導(dǎo)熱元件，與折流板一起決定換熱器的傳熱性能。 GB15 JB115 JB1168 等國(guó)家和部標(biāo)準(zhǔn)中，比較詳細(xì)地規(guī)定了管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)形式、基本參數(shù)，以便各行業(yè)在工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 ： U形管換熱器 ； 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) ； 強(qiáng)度計(jì)算 6 第一章 緒論 管殼式 換熱器的概述 （ 1） 管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的、應(yīng)用最廣泛的熱交換設(shè)備。選擇石棉橡膠墊為非金屬軟墊片 (JB470592)。 依據(jù) GB— 150《鋼制壓力容器》和 GB— 151《管殼式換熱器》的相關(guān)規(guī)定 ，對(duì)設(shè)計(jì)的 U型管式 換熱器，進(jìn)行了工藝方面的公稱直徑，管程殼程設(shè)計(jì)壓力，公稱換熱面積，公稱長(zhǎng)度及換熱管外徑，管程和殼程的程數(shù)等的確定。因此， U形管式換熱器的研究和設(shè)計(jì)對(duì)煉油和化工生產(chǎn)等行業(yè)具有重要的意義。據(jù)資料表明，所有換熱設(shè)備中，管殼式占整個(gè)換熱器投資的 50%～ 70%。因而各國(guó)都在致力于研究各種高性能換熱器及換熱元件，其中不少是國(guó)家直接下達(dá)的重點(diǎn)課題。特別是七十年代初發(fā)生能源危機(jī)以來(lái)，各國(guó)都紛紛尋找新的能源及節(jié)約能源的途徑，而換熱器是節(jié)約能源的有效設(shè)備。因此，換熱器的研究倍受