【正文】 式換熱器。適用于不同介質(zhì)、不同工況，不同溫度、不同壓力的換熱器，結(jié)構(gòu)和型式亦不同，換熱器種類隨新型、高效換熱器的開(kāi)發(fā)不斷更新，具體分類如下。換熱器的大量使用有效地提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，效益提高。近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能、增效等方面改進(jìn)換熱器性能，在提高傳熱效率，減少傳熱面積，降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。螺紋鎖緊環(huán)換熱器、金屬墊圈式換熱器、密封蓋板式換熱器技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，不僅在承溫、承壓上滿足裝置運(yùn)行要求，而且在傳熱與動(dòng)力消耗上發(fā)展較快，同時(shí)亦適用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然氣等場(chǎng)合，可滿足承壓高達(dá)35Mpa，承溫達(dá)700度的使用要求。管殼式換熱器按用途分為無(wú)相變傳熱的換熱器和有相變傳熱的冷凝器和重沸器。近年來(lái)隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，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。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、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。在研究投入大、人力資源配備足的情況下，一些具有代表性的高效換熱器和強(qiáng)化傳熱元件誕生。 換熱器在工、農(nóng)業(yè)的各領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，在日常生活中傳熱設(shè)備也隨處可見(jiàn)，是不可或缺的工藝設(shè)備之一。能源是當(dāng)前人類面臨的重要問(wèn)題之一,能源開(kāi)發(fā)及轉(zhuǎn)換利用已成為各國(guó)的重要課題,而換熱器是能源利用過(guò)程中必不可少的設(shè)備,幾乎一切工業(yè)領(lǐng)域都要使用,化工、冶金、動(dòng)力、交通、航空與航天等部門應(yīng)用尤為廣泛。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，我國(guó)對(duì)某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。這些過(guò)程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過(guò)換熱器來(lái)完成。 Manufacturing Technology目 錄摘要 IAbstract II第一章 概 述 1 1 2 4 管殼式換熱器 4 5 5 6 6第二章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 10 設(shè)計(jì)條件： 10 殼程圓筒設(shè)計(jì) 10 圓柱型筒體 10 設(shè)計(jì)計(jì)算 14 管箱設(shè)計(jì) 15 封頭計(jì)算 15 管箱法蘭的選擇與校核 17 墊片 27 等頭雙頭螺栓 28 接管 29 接管的選擇 29 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)校核 29第三章 換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 管子的選擇英語(yǔ)布置 33 管子數(shù)n的確定 33 管子的布置 33 管板的結(jié)構(gòu) 34 管板的介紹 34 管板設(shè)計(jì)計(jì)算 36 管子拉脫力的計(jì)算 39 計(jì)算是否必須安裝膨脹節(jié) 40 其他零部件設(shè)計(jì) 41 防沖板 41 41 拉桿 43 支座 44第四章 制造工藝 46 筒體 46 橢圓形封頭 47 管板 47 管子 48 管箱組裝 49 整體組裝 50 涂漆工藝 50 焊接工藝 51參 考 文 獻(xiàn) 52第一章 概 述換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。 Structural design 。關(guān)鍵詞： 換熱器；固定管板式換熱器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；強(qiáng)度校核；制造工藝 AbstractThis paper is fixed on a plate heat exchanger of the structural design, mainly used for cooling the urine. On the fixed plate heat exchanger for an indepth study, first of all, in the heat exchanger overall structure, its cylinder, head for calculating the thickness and intensity of the check, has been in the diameter DN1000, nominal pressure specific reasonable under the cylinder head and the thickness of the box and tube and a receiver for the selection and opening reinforcement check. Secondly, in the heat exchanger aspects of the internal structure of the calculation of the Tube and pipe layout, the cloth in accordance with the correct method of calculating the heat exchanger for the 1000mm diameter of the tube plate implementation of the singletube process, singleshell calculation under the conditions of the cloth and draw the corresponding CAD map of the cloth. At the same time with BS Law on the thickness of the plate and check the calculation. Throughout the design process, but also includes some other parts of the design and selection, but also to the overall manufacture and installation of an analysis. Finally get a plete set of fixed plate heat exchanger of the structural design of programmes, including CAD drawings.Key words： The heat exchanger。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還包括一些其他零部件的設(shè)計(jì)和選型，也對(duì)整體制造和安裝進(jìn)行了分析。其次，在換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了換熱管的計(jì)算和管子的布置，按照正確的布管計(jì)算方法對(duì)換熱器公稱直徑為1000mm的管板實(shí)施了單管程，單殼程條件下的人工計(jì)算布管并畫出了相應(yīng)的CAD布管圖。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 摘要本文是一篇關(guān)于固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要用于尿液的冷卻。對(duì)固定管板式換熱器進(jìn)行了深入的研究，首先，在換熱器總體結(jié)構(gòu)方面，對(duì)其筒體、封頭進(jìn)行了厚度計(jì)算和強(qiáng)度校核，得到了在工稱直徑DN1000，特定的公稱壓力下合理的筒體和封頭的厚度，并對(duì)筒體和管箱的接管進(jìn)行了選型與開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)校核。同時(shí)用BS法對(duì)管板厚度進(jìn)行了計(jì)算和校核。最后得到一套完整的固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，包括CAD圖紙。 Fixed tube plate type heat interchanger 。 Intensity examination。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： （1） 合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件； （2） 結(jié)構(gòu)安全可靠； （3） 便于制造、安裝、操作和維修； （4） 經(jīng)濟(jì)上合理。近幾年由于新技術(shù)發(fā)展和新能源開(kāi)發(fā)利用,各種類型的換熱器越來(lái)越受到工業(yè)界的重視,而換熱器又是節(jié)能措施中較為關(guān)鍵的設(shè)備,因此,無(wú)論是從工業(yè)的發(fā)展,還是從能源的有效利用,換熱器的合理設(shè)計(jì)、制造、選型和運(yùn)行都具有非常重要的意義。因此換熱設(shè)備的研究備受世界各國(guó)政府及研究機(jī)構(gòu)的高度重視，在世界第一次能源危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，各國(guó)都在下大力量尋找新的能源及在節(jié)約能源上研究新的途徑。隨著研究的深入，工業(yè)應(yīng)用取得了令人矚目的成就，得到了大量的回報(bào)，大大緩解了能源的緊張狀況。在煉油、化工裝置中換熱器占總數(shù)的40%左右。目前，在換熱設(shè)備中，使用量最大的是管殼式換熱器。隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，近年來(lái)加氫裝置的需求越來(lái)越多，所需的高溫、高壓換熱器數(shù)量隨之增大。在這些場(chǎng)合，換熱器占有的投資占50%以上。流程優(yōu)化軟件技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了換熱器應(yīng)用的增多。 換熱器作為傳熱設(shè)備隨處可見(jiàn)，在工業(yè)中應(yīng)用非常普遍，特別是耗能用量十分大的領(lǐng)域，隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類開(kāi)發(fā)越來(lái)越多。一、換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。（2）蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。圖2 蛇管的形狀二、按傳熱種類分類 一般分為加熱器和冷卻器。三、按結(jié)構(gòu)分類分為浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、填料函式換熱器、U形管式換熱器、蛇管式換熱器、雙殼程換熱器、單套管換熱器、多套管換熱器、外導(dǎo)流筒換熱器、折流桿式換熱器、熱管式換熱器、插管式換熱器、滑動(dòng)管板式換熱器。五、按板狀分類分為螺旋板換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器、板式蒸發(fā)器、板式冷凝器、印刷電路板換熱器、穿孔換熱器。七、非金屬材料換熱器分類分為石墨換熱器、陶瓷纖維復(fù)合材料換熱器、玻璃鋼換熱器。換熱器的種類繁多，還有按管箱分類等，各種換熱器各適用于某一種工況。 管殼式換熱器管殼式換熱器是最常用的普通結(jié)構(gòu),它包括:固定管板式換熱器、U 型管殼式換熱器、帶膨脹節(jié)式換熱器、浮頭式換熱器、分段式換熱器、套管式換熱器等。缺點(diǎn)就是由于熱膨脹而引起管子拉彎。帶膨脹節(jié)式換熱器可解決膨脹問(wèn)題,用膨脹接頭的結(jié)構(gòu),故適用溫差大的流體和高壓流體,因?yàn)榭蓪⒔宇^拆下來(lái)進(jìn)行清洗,所以可處理易結(jié)垢流體,而對(duì)低壓氣體則不適宜,但其缺點(diǎn)就是制造復(fù)雜。對(duì)U 型管殼式換熱器、浮頭式換熱器每一外殼容積為1時(shí),其傳熱面積為70 左右。 由于板式換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊、空隙小、因而單位體積的傳熱面積增大,其安裝面積約為管殼式的1/ 2～1/ 3 ,可節(jié)省占地面積與施工費(fèi)用,每一外殼容積為1 時(shí),其傳熱面積為80左右,另外,板式換熱器容易增減換熱面積,對(duì)于管殼式換熱器在需要增加液體的處理量時(shí),原有熱交換器的傳熱面積幾乎不可能增加,但板式換熱器的傳熱面積卻很容易增加,從而增加處理能力,另外,板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此,散熱損失可忽略不計(jì),也不需保溫措施。這對(duì)于換熱介質(zhì)容易產(chǎn)生沉積的物料就顯得尤為重要。另外,由于傳熱面之間的間隙小,傳熱面上有凹凸,因此比傳統(tǒng)的光滑的壓力損失大,另外,板式換熱器所承受的工作壓力較低。一般沸水的給熱系數(shù)是1 500～30 000 Kcal/ . h. ℃。板翅式換熱器較輕巧而牢固,由于翅片很薄,一般為0. 2～0. 3 mm ,而由于結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,一般有用鋁制造,因而重量很輕,同時(shí),翅片既是主要的傳熱表面,又是兩隔板的支撐,故強(qiáng)度高。主要缺點(diǎn):因流道狹小,容易引起堵塞而增大阻力降,當(dāng)換熱器結(jié)垢以后,清洗十分困難,而且由于換熱器的隔板和翅片都是很薄的鋁板(箔) 作成,故要求介質(zhì)對(duì)鋁不產(chǎn)生腐蝕,若一旦腐蝕而造成內(nèi)部串漏,則很難修補(bǔ)。用若干熱管作為換熱元件而組裝的換熱器稱為熱管式換熱器。熱管式換熱器優(yōu)點(diǎn)在于傳熱面基本上是等溫的,每單位體積的傳熱面積較大,選擇不同的工作工質(zhì),可使熱管在不同的溫度條件下使用,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,由熱膨脹等引起的問(wèn)題較小。 20世紀(jì)80年代以來(lái)，換熱器技術(shù)飛速發(fā)展，帶來(lái)了能源利用率的提高。因而節(jié)能設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)備受矚目。在地?zé)?、太?yáng)能、核能、余熱回收、風(fēng)能的利用上，各國(guó)政府、民間研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都加大了投入資金力度，主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方面。近年來(lái)，該公司在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)上發(fā)展很快，所開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件、各種換熱器工藝設(shè)計(jì)軟件計(jì)算精度準(zhǔn)確，不僅節(jié)省了人力，提高了效率，而且提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。 英國(guó)傳熱及流體服務(wù)中心于1967年成立，隸屬于英國(guó)原子能管理局。它最大特點(diǎn)是與各大學(xué)和企業(yè)合作，進(jìn)行專門的課題研究，研究成果顯著。 國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)和高等院校研究成果不斷推陳出新，在強(qiáng)化傳熱元件方面華南理工大學(xué)相繼開(kāi)發(fā)出多孔管、螺旋槽管、波紋管、縱橫管等；天津大學(xué)在流路分析法、振動(dòng)等方面研究成果顯著；清華大學(xué)在板片傳熱方面有深入的研究；西安交大在板翅式換熱器研究方面已取得初步成果；重慶建工學(xué)院開(kāi)發(fā)出翅管換熱器；在強(qiáng)度軟件方面化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站開(kāi)發(fā)出SW6；在液壓脹管方面江蘇化工學(xué)院開(kāi)發(fā)出液壓脹管器；以換熱器起家的蘭州石油機(jī)械研究所率先開(kāi)發(fā)出板式換熱器、板式冷凝器、板式蒸發(fā)器、螺旋板換熱器、外導(dǎo)流筒換熱器等一批實(shí)用價(jià)值的系列高效換熱器，近年來(lái)又在強(qiáng)度軟件上開(kāi)發(fā)出Lansys PV、在CAD軟件上開(kāi)發(fā)出浮頭式換熱器Lansys HF 、U形管式換熱器，含標(biāo)準(zhǔn)圖2000余套；中國(guó)石化工程建設(shè)公司與蘭州石油化工機(jī)器廠聯(lián)合開(kāi)發(fā)出螺紋鎖緊環(huán)換熱器，這些技術(shù)成果為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為中國(guó)煉油、化工工業(yè)的發(fā)展起到了決定作用，也使中國(guó)的傳熱技術(shù)水平步入國(guó)際先進(jìn)水平。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛