固定管板式换热器课设 固定管板式换热器设计.docx

课题名称：固定管板式换热器设计
系 别：化学与环境工程学院
课程设计任务书
设计题目：固定管板式换热器设计
一、设计目的：
.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型的过程装 备设计的全过程。
.掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案 的可行性研究和论证。
.掌握软件强度设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确可靠, 正确掌握计算机操作和专业软件的实用。
.掌握图纸的计算机绘图
二、设计条件:
设计条件单
名称
irw
壳程
物料名称
循环水
甲醇
工作压力


操作温度
40 c
70 c
推荐钢材
10, Q235-A, 16MnR
换热面积
60 m2
推荐管长①=25
32-39 m2
40-75 m2
76-135 m2
2m
2. 5
3m
管口表
符号
公称直径
用途
a
200
冷却水金口
b
200
甲醇蒸汽进口
c
20
放气口
d
70
甲醇物料出口
e
20
排净物
f
200
冷却水出口
三、设计要求:
.换热器机械设计计算及整体结构设计
.绘制固定管板式换热器装配图（一张一号图纸）
.管长与壳体内径之比在 3-20之间 四、主要参考文献
.国家质量监督检验检疫总局， GB150-2011《压力容器》，中国标准
出版社，2011.
.国家质量监督检验检疫总局，TSG R0004-2009《固定式压力容器安 全技术监察规程》，新华出版社，2009.
.国家质量监督检验检疫总局， GB151-1999《管壳式换热器》，中国
标准出版社，1999.
.天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，姚玉英主编，天津 ***，2012.
.郑津样，董其伍，桑芝富主编，《过程装备设计》，化学工业出版社， 2010.
.赵惠清，蔡纪宁主编，《化工制图》，化学工业出版社，2008。
.潘红良，郝俊文主编，《过程装备机械设计》，华东理工大学出版社，
2006。
.E. ，《换热器设计手册》第四卷，***出版 社，1989.
刖百
换热设备是用于两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、
固体粒子间或者热接触且具有不同温度的同一种流体间热量（或始 ）
传递的装置。
换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要 工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合 理性、经济性以及能源的有效利用与节约， 对国民经济有着十分重要 的影响。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的
40%fc右，占总
投资的30%-45%随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换
热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
在工业生产中，换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体
传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标， 以满
足工艺过程上的需要。止匕外，换热设备也是回收余热、废热特别是低
品位热能的有效装置。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为 管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强, 在各工业部门应用最为广泛。根据管壳式换热器的结构特点，可分为 固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式和釜式重沸器五类。
固定管板式换热器
固定管板式换热器结构简单，制造成本低，管程清洗方便，管程 可以分成多程，壳程也可以分成双程，规格范围广，故在工程上广泛
应用。壳程清洗困难，对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。当膨胀 之差较大时，可在壳体上设置膨胀节，以减少因管、壳程温差而产生
的热应力。
固定管板式换热器的特点是：
1、旁路渗流较小；
2、锻件使用较少，造价低；
3、无内漏；
4、传热面积比浮头式换热器大20%%- 30%
固定管板式换热器的缺点是：
1、壳体和管壁的温差较大，壳体和管子壁温差 tw50C,当tn
50 C时必须在壳体上设置膨胀节；
2、易产生温差力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏；
3、壳程无法机械清洗；
4、管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低。
固定管板式换热器的机械设计除了最关键的换热板片以外，还有
两块墙板，我们称为框架板和压力板，框架板为外侧不可活动的墙板，
压力板为换热板片另一侧的可用拉杆螺栓调整位置的墙板； 数根拉杆
螺栓，用来加紧框架板和压力板；立柱；上下导杆，连接在框架板和
立柱之间，用来支撑并给压力板和换热。半片导向；框架板和立柱上 可安装底脚底脚，用于固定机器。除此以外，还可以有法兰，过滤器, 温度计和压