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西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
固定管板式換熱器是管殼式換熱器的一種典型結(jié)構(gòu)，也是目前應(yīng)用比較廣泛的一種換熱器。這類換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可靠性高、適應(yīng)性廣的特點(diǎn),并且生產(chǎn)成本低、選用的材料范圍廣、換熱表面的清洗比較方便。固定管板式換熱器能承受較高的操作壓力和溫度，因此在高溫高壓和大型換熱器中，其占有絕對優(yōu)勢。
本次設(shè)計(jì)的題目是乙二醇塔底進(jìn)料換熱器的設(shè)計(jì)，課題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)為：
換熱器面積的計(jì)算（實(shí)際換熱面積：92.6mm2），管程殼程壓力降的計(jì)算（小于等于0.4MPa），工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算：管程數(shù)（1管程），換熱管的確定（內(nèi)徑：19mm 數(shù)量：500根），殼體內(nèi)徑（600mm），殼程數(shù)（1殼程）的計(jì)算，折流板的選型（形式：弓形折流板，數(shù)量：13）等。
換熱器的強(qiáng)度計(jì)算：對筒體、管箱厚度的計(jì)算和校核，對殼體及管箱各處開孔補(bǔ)強(qiáng)，對延長部分兼做法蘭的計(jì)算及強(qiáng)度核算。經(jīng)水壓試驗(yàn)、壓力校核后顯示結(jié)果全部合格。
換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：折流板、法蘭（甲型平焊法蘭）、換熱管、支座（鞍式支座）、墊片（石棉橡膠板墊片）的規(guī)格及選型。
完善設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說明書。
關(guān)鍵詞：換熱器；工藝；結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度
Abstract
Fixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.
This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:
The craft design of heat exchanger:the heat transfer area computation(actual heat transfer area:322.2mm2);tube side pressure drop computation(≤0.4MPa);the craft structure size computation:number of tube passes(2 tube passes),the number of heat exchange tube(inside diameter:19mm,number:900),the inside diameter of shell(1000mm), number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etc
The strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the intensity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualified
The structural design of the heat exchanger:The specification and lectotype of baffle plate、flange(type A manhole weded flange)、heat exchange tube、suppot(saddle support)、gasket(paronite gasket)
Consummates the design paper and the design instruction booklet
Keywords: heat exchanger; craft;structure; intensity
I
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 引言 1
1.1 換熱器的用途 1
1.2換熱器的分類 1
1.3 換熱器的發(fā)展趨勢 1
第2章 固定管板式換熱器的工藝計(jì)算 3
2.1 估算換熱面積 3
2.1.1 選擇換熱器的類型 3
2.1.2 流程安排 3
2.1.3 確定物性數(shù)據(jù) 3
2.1.4 估算傳熱面積 4
2.2 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 5
2.2.1 管徑和管內(nèi)流速 5
2.2.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 5
2.2.4 傳熱管排列和分程方法 7
2.2.5 殼體內(nèi)徑 8
2.2.6 折流板 8
2.2.7其他附件 9
2.2.8 接管 9
2.3 換熱器核算 10
2.3.1 熱流量核算 10
2.3.2 壁溫核算 13
2.3.3 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 15
2.4 換熱器的主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 17
第3章 強(qiáng)度計(jì)算 19
3.1 筒體壁厚計(jì)算 19
3.2 管箱短節(jié)、封頭厚度的計(jì)算 20
3.2.1 管箱短節(jié)厚度的計(jì)算 20
3.2.2 封頭厚度的計(jì)算 20
3.3 管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)的校核 21
3.4殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核 22
3.5 管板設(shè)計(jì)及校核 23
3.5.1 管板計(jì)算的有關(guān)參數(shù)的確定 23
3.5.2 計(jì)算法蘭力矩 27
3.5.3管板的計(jì)算的相關(guān)參數(shù) 27
3.5.4 確定和 29
3.5.5 對于其延長部分兼作法蘭的管板計(jì)算 29
3.5.6 設(shè)計(jì)條件不同的組合工況 30
第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 36
4.1折流擋板 36
4.2 法蘭 36
4.3 換熱管 37
4.4 支座 37
4.5 壓力容器選材原則 38
4.6 墊片 39
第5章 結(jié)論 40
參 考 文 獻(xiàn) 41
致 謝 43
4
第1章 引言
1.1 換熱器的用途
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。換熱器的應(yīng)用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機(jī)裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。它還廣泛應(yīng)用于化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門[1]。它的主要功能是保證工藝過程對介質(zhì)所要求的特定溫度，同時(shí)也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一[2]。換熱器在節(jié)能技術(shù)改革中具有的作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器的效率顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著提高設(shè)備的熱效率[3]。