浮头式和管板式换热器设计论文.doc

目录
前言 2
第一章换热器概述 3
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第二章换热器的主要结构尺寸 4
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换热器的设计,首先要根据生产工艺条件的要求,通过化工工艺计算,确定换热的传热面积,同时选择管径、管长、决定管数、管程数和壳程数. 5
热流量 5
传热面积 6
冷却水用量 6
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第三章固定管板式换热器的设计 13
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、短节厚度计算 16
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第五章小结 22
参考文献 23
致谢 24
前言
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来完成。随着经济的发展,各种不同型式和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要,我国对某些种类的换热器已经建立了标准,形成了系列。换热器的应用广泛,日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器既可是一种单元设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备,根据统计,热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%,其重要性可想而知。
由于换热器在我国工业生产中所占的重要作用,根据已知数据求得换热器的类型、工艺结构、机械结构也是非常重要的,以便更好的了解乃至去生产合格、优良的换热器。本课题以管板式和浮头式换热器为例,通过查阅资料,进行相关整理,将设计换热器的设计过程以及方法展示出来。
在设计过程中,我尽量采用较新的国家标准,做到既满足设计要求,又使结构优化,降低成本,以提高经济效益为主,力争使产品符合生产实际需要,适合市场激烈的竞争。同时为了使本次设计能够进行顺利,我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献,并做了一定的摘要。
第一章换热器概述

由于国防工业技术的不断发展,换热器操作条件日趋苛刻迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。近年来国内在节能增效等方面改进换热器性能,提高传热效率,减少传热面积降低压降,提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率,使企业成本降低,效益提高。
随着工业的高速发展,换热器技术技术必将迅速的发展。就目前情况分析,换热器的基本发展趋势是:提高传热效率,提高紧凑性,降低材料消耗,增强承受高温、高压、超低温及耐腐蚀能力,保证互换性及扩大容量的灵活性,通过减少污塞以减少操作事故,从选材、结构设计及运行操作等方面增长使用寿命并在广泛的范围内向大型化发展[1]。

下面是一个固定管板式换热器结构图:
图1-1 固定管板式换热器结构图
1-封头;2-管箱接管;3-管箱法兰;4-垫片;5-管板;6-筒体法兰;7-补偿圈;8-筒体;9-折流板;10-换热管;11-拉杆;12-鞍座;13-分程隔板
固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体,当两流体的温度差较大时,在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,(或膨胀节)。当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。固定管板式换热器结构简单,造价低廉,壳程清洗和检修困难,壳程必须是洁净不易结垢的物料[1]。
固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成。固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固,管程进出口管直接和封头焊在一起,管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数
[1]。
固定管板式换热器结构简单,制造成本