【正文】 折流板和管箱等部件組成，其具體 結(jié)構(gòu)如 下 圖所示 。按照傳熱面的形狀與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它又可分為： （ 1） 管式換熱器：如套管式、螺旋管式、管殼式、熱管式等； （ 2） 板面式換熱器：如板式、螺旋板式、板殼式等； （ 3） 擴(kuò)展表面式換熱器：如板翅式、管翅式、強(qiáng)化的傳熱管等。 這是工業(yè)中最為廣泛使用的一類換熱器。由于兩種流體交變轉(zhuǎn) 5 換輸入，因此不可避免地存在著一小部分流體相互摻和的現(xiàn)象，造成流體的“污染”。 在這類換熱器中，熱量傳遞是通過(guò)格子磚或填料等蓄熱體來(lái)完成的。 換熱器的分類及特 點(diǎn) 按照傳熱方式的不同，換熱器可分為三類： 又稱混合式換熱器，它是利用冷、熱流體直接接觸與混合的作用進(jìn)行熱量的交換。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱極力的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼面世。例如，高爐爐氣（約 1500℃）的余熱，通過(guò)余熱鍋爐可生產(chǎn)壓力蒸汽，作為供汽、供熱等的輔助能源，從而提高熱能的總利用率，降低燃料消耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。 換熱器的應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)中 ， 換熱器的主要作用是將能量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，是流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要。特此致謝！ 4 第一章 換熱器 概述 過(guò)程設(shè)備在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，是在化工、煉油、輕工、交通、食品、制藥、冶金、紡織、城建、海洋工程等傳統(tǒng)部門(mén)所必需的關(guān)鍵設(shè)備，而換熱設(shè)備則是廣泛使用的一種通用的過(guò)程設(shè)備。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可以很好地將所學(xué)的知識(shí)加以應(yīng)用，在自己的腦海中鞏固，這是我選擇這個(gè)課題的初衷，而事實(shí)上我也達(dá)到了預(yù)期的目的。它不僅使我貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)理 論知識(shí)，還培養(yǎng)和提高我們?nèi)后w合作、相互配合的工作能力。 同時(shí) 為了使本次設(shè)計(jì)能夠進(jìn)行順利，我在設(shè)計(jì)前參閱了許多有關(guān)書(shū)籍和英文文獻(xiàn)，并做了一定的摘要。其中，工藝計(jì)算主要是確定換熱器的換熱面積、換熱器的選型、壓降計(jì)算、壁溫計(jì)算等；而結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)則主要包括：管板厚度計(jì)算、換熱管的分布、折流板的選型、浮頭蓋及浮頭法蘭的計(jì)算、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算以及各種零部件的材料選擇等。 浮頭式換熱器是長(zhǎng)嶺煉油廠的典型設(shè)備，主要用于原油和油品等的換熱，并且設(shè)計(jì)的原始資料及數(shù)據(jù)均來(lái)源于工廠中正在運(yùn)行的設(shè)備。它對(duì)提高學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及培養(yǎng)學(xué)生的工作作風(fēng)、工作態(tài)度和處理問(wèn)題等方面具有很重要的意義。 關(guān)于浮頭式換熱器設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中都有詳細(xì)的說(shuō)明。設(shè)計(jì)的后半部分則是關(guān)于結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的設(shè) 計(jì)，主要是根據(jù)已經(jīng)選定的換熱器型式進(jìn)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(jì)，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(jì)算、浮頭蓋 和浮頭法蘭厚度的計(jì)算、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算等。 1 目 錄 摘要 ................................................................. 1 Abstract .............................................................. 2 前言 ................................................................. 3 第一章 換熱器概述 .................................................... 4 換熱器的應(yīng)用 .................................................. 4 換熱器的主要分類 .............................................. 4 管殼式換熱器特殊 結(jié)構(gòu) .......................................... 9 換熱管簡(jiǎn)介 ................................................... 10 第二章 工藝計(jì)算 ..................................................... 10 設(shè)計(jì)條件 ..................................................... 11 核算換熱器傳熱面積 ........................................... 11 壓力降的計(jì)算 ................................................. 16 換熱器壁溫計(jì)算 ............................................... 19 第三章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 .................................... 21 殼體與管箱厚度的確定 ......................................... 21 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 ................................................. 24 水壓試驗(yàn) ..................................................... 30 換熱管 ....................................................... 30 管板設(shè)計(jì) ..................................................... 32 折流板 ....................................................... 38 拉桿與定距管 ................................................. 40 防沖板 ....................................................... 41 保溫層 ....................................................... 41 .................................................. 42 鉤圈式浮頭 .................................................. 45 分程隔板 .................................................... 51 鞍座 ........................................................ 51 接管的最小位置 .............................................. 53 2 第四章 換熱器的腐蝕、制造與檢驗(yàn) ..................................... 55 換熱器的腐蝕 ................................................. 55 換熱器的制造與檢驗(yàn) ........................................... 56 第五章 焊接工藝評(píng)定 ................................................. 59 殼體焊接工藝 ................................................. 59 換熱管與管板的焊接 ........................................... 59 法蘭與筒體的焊接 ............................................. 60 第六章 換熱器的安裝、試車與維護(hù) ..................................... 61 安裝 ......................................................... 61 試車 ......................................................... 61 維護(hù) ......................................................... 62 總結(jié) ................................................................ 62 致謝 ................................................................ 64 參考文獻(xiàn) ............................................................ 65 附錄Ⅰ浮頭法蘭厚度計(jì)算程序 .......................................... 66 附錄Ⅱ 相關(guān)文獻(xiàn) ..................................................... 71 1 摘要 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是關(guān)于 浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)，主要是進(jìn)行了換熱器的工藝計(jì)算、換熱器的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的前半部分是工藝計(jì)算部分，主要是根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件估算換熱面積，從而進(jìn)行換熱器的選型，校核傳熱系數(shù)，計(jì)算出實(shí)際的換熱面積，最后進(jìn)行壓力降和壁溫的計(jì)算。最后設(shè)計(jì)結(jié)果可通過(guò) 6張圖表現(xiàn)出來(lái)。 關(guān)鍵詞：管殼式換熱器 浮頭 式換熱器 管板 浮頭 蓋 浮頭法蘭 2 Abstract The design manual is about the floating head heat exchanger, which included technology calculate of heat exchanger, the structure and intensity of heat exchanger. The first part of design is the technology calculation process. Mainly, the process of technology calculate is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area, and then, select a suitable heat exchanger to check heat transfer coefficient ,just for the actual heat transfer area .Meanwhile the process above still include the pressure drop and wall temperature calculation . The second half of the design is about the structure and intensity of the design. This part is just on the selected type of heat exchanger to design the heat exchanger’s ponents and parts ,such as vesting ,baffled plates, the distance control tube, circle hook, tube boxes. This part of design mainly include： the choice of materials， identify specific size, identify specific location, the thickness calculation of tube sheet, the thickness calculation of floating head planting and floating head flange, the opening reinforcement calculation etc. In the end, the final design results through six maps to display. The each aspects of the floating head heat exchanger has detailed instructions in the design manual. Key word: ShellTube heat exchanger, floating head heat exchanger, tube sheet, floating head planting, floating head flange. 3 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是完成教學(xué)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)；是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的題目是 浮頭式換熱器設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)中的主要內(nèi) 容為換熱器的工藝計(jì)算、換熱器的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我盡量采用較新的國(guó)