U型管换热器毕业设计说明书
U形管换热器毕业设计
U形管换热器毕业设计
摘要
随着工业化的发展，各种换热器需求量越来越大，一种重要的换热器
是U形管换热器。
U形管换热器在很多行业占据着重要的地位，在石油、
化工、精细化学等领域，U形管换热器有着举足轻重的作用。
U形管换热
器比较性能，结构，使用寿命等方面拥有很多优点，因此成为现代换热器
的一种重要设备。
为了满足工业发展的要求，本文针对U形管换热器的工
作原理，作用，结构特点，性能特点，设计方法，制造过程，优化计算，
安装，检测，维修等方面，进行了详细的阐述和研究。
本文首先介绍了U形管换热器的工作原理、作用和结构特点。
然后介
绍了性能特点，主要包括换热效率、压力损失和外形尺寸等。
接下来分析
了U形管换热器的设计方法，以及U形管换热器的制造过程。
本文还介绍
了U形管换热器安装，检测，维修等细节要点，并且提出了一些优化建议，以提高U形管换热器的性能。
通过对U形管换热器的系统和全面的研究，本文旨在为U形管换热器
的发展提供理论支持和实际参考，以及为用户提供可靠的保障。
关键词：U形管换热器，工作原理，性能特点。
U型管式换热器设计毕业设计说明书
换热器是化工生产过程中的重要设备，它能够实现介质之间热量交换。广泛应用于石油、化工、制药、食品、轻工、机械等领域。U型管式换热器是换热器的一种，它只有一个管板，结构简单，密封面少，且U形换热管可自由伸缩，不会产生温差应力，因此可用于高温高压的场合。一般高压、高温、有腐蚀介质走管程，这样可以减少高压空间，并能减少热量损失，节约材料，降低成本。
图4-6
接管位置
图4-7
偏心载荷简化图
图4-8
设备质心计算简化图
图4-9
支座
图4-10
耳式支座安装尺寸
图4-11
载荷近似计算简图
插
表
插
表
表2-1
钢板许用应力
表2-2
钢管许用应力
表2-3
锻件许用应力
表3-1
EHA椭圆形封头型式参数
表3-2
EHA椭圆形封头质量
表3-3
低铬钼钢弹性模量
表4-1
This design mainly based on GB150 "steel pressure vessels"and GB151 "shell and tube heat exchangers, " the main pressure parts of the equipment was designed and strength calculation, but also with HG/T20615 "steel pipe flange", JB / T 4712 "containers bearing" pressure vessels and other relevant standards, the design of other components, he finally completed the methanationⅡtype heat exchanger design.
U型管换热器设计说明书
流体流量进口温度出口温度压力煤油10tℎ⁄180℃40℃1MPa 水?tℎ⁄20℃40℃0.5MPa 一．热力计算1.换热量计算Q=m1∙C p1∙(T1−T2)=100003600∙2100∙(180−40)=817.32KJ/s 2.冷却剂用量计算m2=QC P2∙(t1−t2)=817.32∙1000 4183∙(40−20)=9.77KJ/s由于水的压力较之煤油较大，黏度较之煤油也较大，所以选择水为壳程，煤油为管程。
3.换热面积估算∆t1=|T1−t2|=140℃∆t2=|T2−t1|=20℃∆t m′=∆t1−∆t2ln∆t1∆t2=140−20ln14020=61.67∆t m′——按纯逆流时计算的对数平均温差∆t m=ε∆t∙∆t m′ε∆t——温差矫正系数ε∆t=φ（R.P）R=热流体的温降冷流体的温升=T1−T2t1−t2=180−4040−20=7P=冷流体温升两流体的初始温差=t2−t1T1−t1=40−2080−20=0.16查图d o−−换热管外径,mL=38.1320∙4∙π∙0.019=7.98m考虑到常用管为9m管，为生产加工方便，选用单程管长8m又考虑到单程管长8m会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时，尽量选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽松的正方形排布。
换热管材料由于管程压力大于0.6MPa,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
按照GB—151管壳式换热器1999选取常用管心距p i= 25mm；分程隔板两侧管心距p s=38mm按下图作正方形排列选择布管限定圆直径D L=D i−0.5d o=400−10=390mm由布管限定圆从《GB151—1999》管壳式换热器中选定工程直径DN=400mm的卷制圆筒，查得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于8mm，高合金钢圆筒最小厚度不得小于3.5mm圆筒厚度计算：选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常用材料Q345R，为一种低合金钢。
u型管换热器设计说明书(1)
圆整为 24mm
（4）.管板直径
根据容器法兰相关参数需要，取管板直径 D=473mm
考虑到金属的热膨胀尺寸，可由微小负偏差，但不允许有正偏
差。
（5）.管板连接设计
由之前热力计算部分以确定布管方式选用正方形排布，布管限定
t 189 MPa
焊接接头系数取 0.85
8
0.5 400
0.623mm
2 189 0.85 0.5 0.5
又封头厚度因与筒体厚度相同以减少焊接所产生的应力，最终取封
头厚度为 8mm
2. 管箱短节设计：
管箱深
（1）管箱短节厚度设计：
度 300mm
管箱短节厚度与筒体厚度相同， 8mm
11
由 NB/T47020—47027-2012 查得长颈对焊法兰如下图所示： 其中：
D=565m m
L=26mm 螺栓 M24 C=26mm
（2）由上述数据可得 （3）预紧状态下的法兰力矩按下式计算：
12
（4）由机械设计手册查得 M20 的小径为 由此可得实际使用的螺栓总面积
（5）操作状态的法兰力矩计算： 作用于法兰内径截面上内压引起的轴向力 由下式计算：
，允许正偏差为，负偏差为 0，
即管孔为
（4） 折流板的固定
拉杆直
折流板的固定一般采用拉杆与定距管等原件与管板固定，其固 径
定形式由一下几种：
12mm
a. 采用全焊接法，拉杆一段插入管板并与管板固定，
拉杆长
每块折流板与拉杆焊接固定。
度
b. 拉杆一段用螺纹拧入管板，每块折流板之间用定距
8000mm
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第二部分、设计说明书1、传热工艺计算1. 原始数据壳程水蒸气的进口温度 =壳程水蒸气的出口温度 =95℃ 壳程水蒸气的工作压力 = 管程冷却水的进口温度 =38oC 管程冷却水的出口温度 =97oC 管程冷却水的工作压力= MPa管程冷却水的流量 2G =120t/h2. 定性温度及物性参数管程冷水定性温度(38+97)/2=64管程冷水密度查物性表得=981 Kg/ 管程冷水比热查物性表得=Kg oC 管程冷水导热系数查物性表得=m ℃ 管程冷水黏度=⨯ˉ6 Pa s管程冷水普朗特数查物性表得Pr 2=壳程水蒸气定性温度 =+=2/)("'111t t t （+95）=150 壳程水蒸气密度查物性表得 =壳程水蒸汽比热查物性表得 =壳程水蒸气导热系数查物性表得=m 壳程水蒸气黏度 =⨯510-s壳程水蒸气的普朗特数查物性表Pr 1=3. 传热量与冷水流量取定换热效率为η= 查表得 r=310⨯ 则设计传热量:3600/1000)('"22220⨯⨯⨯⨯=-ηt t C G Q p120000 (97-38) 1000/36008060108（W ） 则加热水流量：η⨯+=-)](/['"21101t t C r Q G p =s4. 有效平均温差)]/()ln[(/)]()[('2"1"2'1'2"1"2'1t t t t t t t t t n -----=∆=参数p ：=--=)/()('2'1'2"2t t t t P参数R ：=--=)/()('22"1'1"t t t t R换热器按单壳程两管程设计 则查书图 2-6 a 得： 温差校正系数：Φ = 有效平均温差：=∆⨯Φ=∆n m t t 605. 管程换热系数计算参考表2——7初选传热系数：)m /(100020K W K ⨯=则初选传热面积为：=∆⨯=)/(000m t K Q F 2m选用 不锈钢的无缝钢管作换热管。
U型管换热器设计说明书68459
精品
.
查得定性温度下流体的粘度为 壁温下流体的粘度 1004
查得壳程流体的普朗克数 查得水的导热系数
管内流体给热系数 ：
查得煤油的导热系数 查得煤油的密度 管内流体的流速 煤油的粘度 煤油的比热 换热管的内径
在总传热系数计算公式中， 可看作 管外流体的污垢热阻 管内流体的污垢热阻 用外表面表示的管壁热阻
，允许正偏差为
0.3，负偏差为 0，即管孔为
（4） 折流板的固定 折流板的固定一般采用拉杆与定距管等原件与管 板固定，其固定形式由一下几种： a. 采用全焊接法，拉杆一段插入管板并与管板固 定，每块折流板与拉杆焊接固定。 b. 拉杆一段用螺纹拧入管板，每块折流板之间用 定距管固定，每一拉杆上最后一块折流板与拉 杆焊接 c. 螺纹与焊接相结合，拉杆一端用螺纹拧入管板， 然后将折流板焊接在拉杆上 d. 拉杆的一端用螺纹拧入管板，中间用定距管将 折流板固定，最后一快折流板用两螺母锁紧并 点焊固定。 这里选择 d.作为折流板固定的方法。
箱法兰连接。管板形式如下图：
折流板厚度 5mm
（2）管板计算 按照 GB151——1999 管壳式换热器中 a 型连接方式管板
的计算步骤进行下列计算。 a)根据布管尺寸计算
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. 在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结 构的需要，而未能被换热管支撑的面积，
精品
. 对于正方形排布
拉杆直径 12mm 拉杆长度 8000mm
从 GB150.2 查得 40Cr 在 40 下的许用应力:
取其中面积较大者 （3）螺栓设计载荷 螺栓设计载荷按下列规定确定： a. 预紧状态螺栓设计载荷按下式计算：
b. 操作状态螺栓设计载荷按下式计算：
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形式如下图：
（2）管板计算 按照 GB151——1999 管壳式换热器中 a 型连接方式管板的计算步骤进行下
列计算。 a)根据布管尺寸计算
在布管区围，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换 热管支撑的面积， 对于正方形排布
煤油在管中的流速为 0.8~1，取管程流体流速
常用换热管为
与
选用外径
管程流体体积流量可由煤油的要求流量的出：
n=20 N=4
换热管。
L=8m
取管数 由换热面积确定管程数和管长： 由于是 U 型管换热器，由 GB151-1999 管壳式换热器查得有 2，4 两种管程可 选。 初选管程为 4
考虑到常用管为 9m 管，为生产加工方便，选用单程管长 8m 又考虑到单程管长 8m 会使得换热器较长，在选取换热器壳体径时，尽量选取 较大的，以保证安全，因此换热器部空间较大，故选用较为宽松的正方形排 布。 换热管材料 由于管程压力大于 0.6MPa,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
折流板间 距 200mm
计算压力
圆筒径由选定的圆筒公称直径得 设计温度下的圆筒材料的许用应力由选定的材料 Q345R 从 GB150.2 中查得
焊接接头系数
由于壳程流体为水，不会产生较严重的腐蚀，选取腐蚀 yu 量 又由于 Q345R 在公称直径为 400mm 是可选取得最小厚度为 8mm，则选择圆 筒厚度为 8mm 折流板间距： 折流板间距一般不小于圆筒径的五分之一且不小于 50mm；因此取折流板间 距为 200mm 核算传热系数： 由 GB151—1999 管壳式换热器得到包括污垢在的，以换热管外表面积为基准 的总传热系数 K 的计算公式:
氢气冷却器设计(U型管换热器)辽宁工业大学毕业设计(课程设计)师兄宋超 提供最全面说明书
摘要换热器是目前许多工业部门广泛应用的通用工艺设备，广泛应用于化工，石油化工和石油行业。
本次设计的换热器采用U型管式换热器，管程介质为氢气，工作压力0.7MPa，进口温度为150℃，出口温度为42℃；壳程介质为水，工作压力为1.0MPa，进口温度为32℃，出口温度为42℃；主体材质：管束为不锈钢、筒体为0Cr18Ni12Mo2Ti；主要内容包括三部分：第一部分对换热器的选型进行了论述，第二部分则阐述了换热器的设计计算，第三部分对加工制造及要求和总体经济分析作了简单说明。
设计的主要有工艺设计、强度设计计算、零件结构形式的选择及换热器的检验和验收等。
其中工艺设计包括：估算传热面积、确定工艺结构尺寸、核算压降和传热系数等；强度设计计算包括：壁厚、壳体上开孔补强、管箱开孔补强面积、管板、壳体法兰的计算；零件结构形式的选择包括：折流版、拉杆、定距管、隔程挡板、接管、防冲板与导流筒、排气排液管和鞍座等。
关键词：换热器；工艺设计计算；强度设计计算；管程；壳程；AbstractThe heat exchanger is widely used in many industrial sectors common process equipment, widely used in chemical, petrochemical and oil industry. industry.U tube heat exchanger is designed in the topic. The hydrogen is flowed in the U tube. the pressure is 0.7MPa, the intake temperature is 150 ℃, the outlet temperature is 42 ℃; the shell regulation walks water, the pressure is 1.0MPa, the intake temperature is 32 ℃, the outlet temperature is 42 ℃. main material: tubes are used by stainless steel ,the body of cylinder are used by 0Cr18Ni12Mo2Ti . Main contents include three parts: The first part has carried on the elaboration to the heat interchanger shaping, the second part is in detail narrated and has analyzed the interchanger design calculation, the third part give the simple explanation to the request of manufacture and the economic analysis.The main design including process design, calculations of strength design , selection and structure in the form of heat exchanger parts inspection and acceptance . Which process design including: estimating the heat transfer area , determine the process structure, size, pressure drop and heat transfer coefficient calculation; strength design calculations include:wall thickness, opening reinforcement on the housing tube box opening reinforcement area , the management board , the housing law Portland calculations ; parts structure options include : baffle version , rod , fixed pitch pipe , baffle every way , receivership, anti-red plate with draft tube , exhaust pipes and drain saddle and so on.Key words：heat exchanger；the design calculation of technolog；strength design calculation；shell side；tube side.目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 换热器的分类 (2)1.3 换热器的特点及其选择 (3)1.4 国内发展前景及技术进步 (5)第2章设计方案的选择 (7)2.1 工艺简介 (7)2.2 操作条件 (7)2.3 选择换热器的类型 (7)2.4 经济分析与评价 (8)2.5 物性的确定 (8)2.6 流程的安排 (9)第3章工艺设计计算 (10)3.1 估算传热面积 (10)3.1.1 计算热负荷 (10)3.1.2 计算冷却水的流量 (10)3.1.3 计算两流体的平均温度差 (11)3.1.4 初选传热面积 (12)3.2 工艺结构尺寸 (12)3.2.1 换热管及管内流速选择 (12)3.2.2 管程数与换热管数 (13)3.2.3 平均传热温差校正及壳程数 (14)3.2.4 换热管排列方式与管间距的确定 (14)3.2.5 换热器壳体内径的确定 (16)3.2.6 折流板 (16)3.2.7 接管 (17)3.3 换热器的核算 (18)3.3.1 壳程对流传热系数 (18)3.3.2 管程对流传热系数 (19)3.3.3 污垢热阻的选择 (20)3.3.4 传热系数的计算 (21)3.3.5 传热面积 (21)3.4 流动阻力及换热器内压降核算 (22)3.4.1 管程流动阻力 (22)3.4.2 壳程流动阻力 (23)3.4.3 总阻力 (24)第4章强度设计计算 (26)4.1 换热器的选材 (26)4.2 筒体的设计与校核 (28)4.2.1 操作条件 (28)4.2.2 筒体厚度的计算 (28)4.2.3 筒体最小壁厚校核 (30)4.2.4 筒体厚度的强度 (30)4.3 封头的设计与校核 (32)4.3.1 封头的形式及选择 (32)4.3.2 封头的壁厚 (33)4.3.3 封头水压试验及强度校核 (34)4.4 管箱结构设计 (36)4.4.1 管箱结构设计 (36)4.4.2 管箱壁厚设计 (37)4.4.3 隔板 (40)4.5 管板的设计及计算 (40)4.5.1 管板连接设计 (40)4.5.2 管板设计计算 (42)4.6 接管的设计 (46)4.6.1 接管的一般要求 (46)4.6.2 壳程流体进出口接管计算 (46)4.6.3 管程流体进出口接管计算 (47)4.6.4 接管高度确定 (47)4.6.5 接管位置尺寸 (47)4.7 开孔补强 (48)4.7.1 补强结构 (48)4.7.2 补强计算 (49)4.8 密封装置设计 (57)4.8.1 法兰的选取与校核 (57)4.8.2 垫片的设计与选取 (62)4.8.3 螺栓与螺母的选取 (64)4.9 鞍座的设计与校核 (67)4.9.1 标准鞍式支座选用要求及说明 (67)4.9.2 支反力计算及水压校核 (68)4.9.3 鞍座的型号及尺寸 (68)4.9.4 鞍座的位置 (70)第5章零部件结构尺寸设计 (71)5.1 折流板的设计 (71)5.1.1 折流板的类型 (71)5.1.2 折流板的结构尺寸 (71)5.2 拉杆与定距管 (72)5.3 防冲挡板 (73)5.4 换热管在壳体内的排布 (73)5.5 排气与排液管 (74)第6章加工制造要求 (75)6.1 钢材 (75)6.2 焊接结构 (75)6.2.1 焊接要求 (75)6.2.2 主要焊接区结构 (75)6.2.3 焊接方法的选择 (76)6.2.4 主要焊接缺陷分析 (76)6.2.5 无损探伤 (77)6.3 技术要求 (77)6.4 加工制造要求 (77)6.4.1 滚圆原理 (77)6.4.2 滚圆工艺 (78)6.4.3 边缘加工 (78)6.4.4 设备组队装配 (79)6.4.5 组队基本工序及工具 (80)第7章经济分析 (81)7.1 单元设备价格估算 (81)7.2 总投资估算 (81)参考文献 (83)致谢 (84)附录 (85)第1章绪论1.1概述化工生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却、汽化和冷凝的过程，这些过程总称为传热过程。
u形管换热器设计说明书大学论文
黄河科技学院毕业设计（说明书）第Ⅰ页U形管换热器设计摘要本次毕业设计的题目是U形管换热器设计，它的实用意义很大，因为U形管换热器在工业生产中应用很多。
它属于管壳式换热器，它的优点不少，其他换热器不能替代。
随着我国工业快速的发展，相关技术也有了突飞猛进的发展，总结出了很多设计经验，它涵盖了与之有关的所有标准与规定。
所以说对于U形管换热器的设计，并不是那么复杂，当进行结构设计和部件选型的时候可以查相关的国家标准来选定，若标准未能达到设计的要求，可以根据具体情况进行选定，但要注意进行精确的计算与准确的试验。
有关的它的强度的计算，液压试验也有系统的标准和规定，其试验结果不能超过规定值。
有关它的制造与安装工艺也比较成熟，这些都有利于它的设计。
关键词：U形管换热器，结构设计，强度计算，液压试验U-Tube Heat Exchanger DesignAuthor : Wu LeiTutor : Li HuiAbstractThe topic of this graduation design is u-tube heat exchanger design, its practical significance is very big, because the u-tube exchanger used in industrial production. It belongs to the tube and shell heat exchanger, and its advantages, cannot replace other heat exchanger.The u-tube heat exchanger structure is relatively not so complicated, design is relatively easy. In addition, with China’s rapid industrial development, related technologies also have the development by leaps and bounds, summarizes a lot of design experience it covers all the relevant standards and regulations. So for the design of u-tube heat exchanger, is not so complicated, when for structural design and selection of parts can be selected to check the relevant national standards, if standard failed to meet the design requirements, can be selected according to the specific situation, but must pay attention to the precise calculation and accurate test. About the calculation of its strength, hydraulic test also has a system of standards and regulations and the rest result cannot exceed the specified value. About its manufacturing and installation technology is more mature, these are conducive to its design.Key words:U-tube heat exchanger, The structure design, Strength calculation, The hydraulic pressure test目录1 绪论 (1)1.1 管壳式换热器的概述 (1)1.2 本次毕业设计的目的 (2)1.3 设计要求 (2)1.4 设计步骤 (2)1.4.1 准备阶段 (2)1.4.2 机械结构设计 (3)2 工艺计算 (4)2.1 传热工艺计算 (4)2.1.1 换热器设计的原始数据 (4)2.1.2 确定设计方案 (4)2.1.3 确定物性数据 (5)2.1.4 有效平均传热温差 (5)2.1.5 由换热面积估算热流量 (6)2.1.6 冷却水用量 (6)2.1.7 被冷却热空气用量 (6)2.1.8 结构工艺初设计 (6)2.1.9 传热系数核算 (7)2.1.10 压降校核 (11)2.2 换热器的结构设计 (14)2.2.1 换热管的设计 (14)2.2.2 壳体的设计 (15)2.2.3 管箱和封头 (15)2.2.4 接管和接管法兰 (17)2.2.5 管板的结构设计 (19)2.2.6 分程隔板 (20)2.2.7 布管定圆 (21)2.2.8 管孔 (21)2.2.9 换热管与管板的连接 (21)2.2.10 设备法兰 (22)2.2.11 拉杆 (23)2.2.12 折流板 (23)2.2.13 滑道 (24)2.2.14 防短路结构 (24)2.2.15 U形管尾部支撑 (25)2.2.16 支座 (26)3 强度设计 (27)3.1 筒体壁厚计算 (27)3.2 筒体短节、封头厚度计算 (27)3.3 管箱短节开孔补强的校核 (29)3.4 壳体接管开孔补强校核 (30)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1 绪 论1.1 U 形管换热器的概述管壳式换热器属于换热器的一类，其能够实现物料的热交换，它被用于工业生产中的时间较久。
U型管换热器毕业设计说明书
U型管式换热器设计摘要本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。
U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。
本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。
换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。
设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。
关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算U-TUBE HEAT EXCHANGER DESIGNABSTRACTThis paper introduces the U-tube heat exchanger design and calculation. U-tube heat exchanger has only one tube sheet, tubes are fixed at both ends of boards in the same tube, and tubes could telescopic freely, non-thermal stress, thermal performance and compensation; use of double-tube process, the process is longer, higher speed, better heat transfer performance, pressure capacity, and control can be extracted from the shell with easy maintenance and cleaning, and simple structure cost less. The main structure of U-tube heat exchanger, includes Equipment control, shell, head, exchanger tubes, nozzles, baffled, impingement baffle, guide shell, anti-short-circuit structure, support and other shell-tube accessories.This time I designed a second category pressure vessel, which has high design temperature and high design pressure. Thus the design demands are strict. It has dual heat exchanger tube, stainless steel heat exchanger manufacturers. I mainly carried out the design of heat exchanger structural design, strength of design and parts selection and process design.KEYWOEDS: U-tube heat exchanger, frame, intensity, design and calculation目录摘要 (1)绪论 (5)第一部分、换热器简介及选择 (7)1、换热器简介 (7)2、换热器材料选择 (7)2.1 选材原则 (8)3、换热器结构设计 (8)第二部分、设计说明书 (9)1、传热工艺计算 (9)1. 原始数据 (9)2. 定性温度及物性参数 (9)3. 传热量与冷水流量 (10)4. 有效平均温差 (10)5. 管程换热系数计算 (11)6. 壳程换热系数计算 (12)7.传热系数计算 (13)8.管壁温度计算 (14)9.管程压降计算 (14)10. 壳程压降计算 (15)2、强度计算 (16)2.1换热管材料、规格的选择及功能的确定 (16)2.2 管子的排列方式 (16)2.3 确定壳体直径 (17)2.4 筒体壁厚确定 (17)2.5 液压试验 (18)2.6 壳程标准椭圆形封头厚度的计算 (18)2.7 管程标准椭圆形封头厚度的计算 (19)2.8 法兰的选择 (21)2.9 管板的设计 (22)2.10 管箱短节壁厚的确定 (24)2.11拉杆和定距管的确定 (25)2.12 折流板的选择 (25)2.13防冲板的选择 (26)2.14 接管及开孔补强 (26)2.15 分程隔板厚度选取 (28)2.16支座的选择及应力校核 (29)第三部分、换热器的制造、检验、安装与维修 (33)1、换热器的制造、检验与验收 (33)3.1.1筒体 (33)3.1.2 换热管 (33)3.1.3管板 (34)3.1.4 折流板、支持板 (34)3.1.5 管束的组装 (34)3.1.6换热器的组装 (34)3.1.7 压力试验 (35)2、换热器的安装与维护 (35)3.2.1安装 (35)3.2.2维护 (35)结束语 (36)参考文献 (37)绪论能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都要使用，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。
u型管式换热器毕业设计
u型管式换热器毕业设计U型管式换热器毕业设计导言换热器是工业领域中常见的设备，用于将热能从一个介质传递到另一个介质。
U型管式换热器是一种常见的换热器类型，它具有结构简单、传热效率高等优点，因此在许多工业领域得到广泛应用。
本文将探讨U型管式换热器的毕业设计，包括设计原理、结构优化和性能评估等方面。
设计原理U型管式换热器的设计原理基于热传导和对流传热的基本原理。
换热器内部由一系列U型弯管组成，热源介质通过管道的一侧流过，而冷却介质则通过管道的另一侧流过。
热源介质在管道内释放热量，而冷却介质则吸收这些热量，实现热能的传递。
结构优化在U型管式换热器的毕业设计中，结构优化是一个重要的考虑因素。
优化设计可以提高换热器的传热效率、降低能耗和减小设备体积。
以下是一些常见的结构优化方法：1. 材料选择：选择具有良好导热性能和耐腐蚀性的材料，以确保换热器的长期稳定运行。
2. 管道布局：通过合理的管道布局，最大限度地增加管道的接触面积，提高传热效率。
3. 流体流动优化：通过优化流体的流动路径和速度分布，减小流体的阻力，提高传热效率。
4. 热交换面积增加：通过增加管道的长度或增加管道的数量，增加热交换面积，提高传热效率。
性能评估在U型管式换热器的毕业设计中，性能评估是必不可少的一步。
通过性能评估，可以验证设计的合理性，并对换热器的传热效率和能耗进行评估。
以下是一些常见的性能评估指标：1. 传热效率：传热效率是衡量换热器传热性能的重要指标。
传热效率越高，表示换热器能够更有效地传递热能。
2. 温度差：温度差是指热源介质和冷却介质之间的温度差异。
温度差越大，表示换热器能够更快速地传递热量。
3. 能耗：能耗是指在换热过程中消耗的能量。
通过降低能耗，可以提高换热器的能源利用效率。
结论U型管式换热器是一种常见且有效的换热器类型，在工业领域中得到广泛应用。
在毕业设计中，结构优化和性能评估是关键的考虑因素。
通过合理的结构优化和科学的性能评估，可以设计出高效、节能的U型管式换热器，满足工业生产中的换热需求。
U型管换热器毕业设计
U型管换热器毕业设计摘要换热器是热工学中最常用的装置，用于将热能从一种流体转移到另一种流体。
它是由加热器、贮热器以及分离器组成。
U型管换热器是一种常见的热交换装置，用于改变一个流体的温度，一般用于石油及其他液体的加热和冷却。
本文研究了U型管换热器的基本原理，如何设计和优化U型管换热器，并提出了几种改进设计方案，以增加热交换效率。
关键词：U型管换热器；换热器；热交换；设计1 Introduction2 Working principleU-tube heat exchangers are consists of two pipes connected to each other in the form of letter "U".The two pipes are connected at one end to the outlet of the heater and the other end is connected to the inlet of the cooler.The two pipes are filled with the same liquid medium,and the liquid flows through the two pipes in opposite directions.When the heated liquid flows through one pipe,the other side of the pipe absorbs the heat and the liquid temperature rises.When the cooled liquid flows through the other pipe,the other side of the pipe emits the heat and the liquid temperature decreases.The heat is transferred from one fluid to another through the pipes.3 Design and optimization3.1 Basic design3.2 Improving designThere are several ways to improve the design of U-tube heat exchangers,such as increasing the length of the tube,increasing the number of tubes,increasing the space between thetubes,arranging the pipes in a spiral shape,increasing the thermal conductivity of the material and coating the pipes with a highly thermal conductive material.All of these design improvements can help increase the efficiency of heat transfer.4 Conclusion。
U型管式换热器毕业设计说明书
摘要换热器是化工生产过程中的重要设备，它能够实现介质之间热量交换。
广泛应用于石油、化工、制药、食品、轻工、机械等领域。
U型管式换热器是换热器的一种，它只有一个管板，结构简单，密封面少，且U形换热管可自由伸缩，不会产生温差应力，因此可用于高温高压的场合。
一般高压、高温、有腐蚀介质走管程，这样可以减少高压空间，并能减少热量损失，节约材料，降低成本。
甲烷化换热器，是合成氨生产中的重要设备之一, 它能将27℃的H2N2混合气升温至274℃，同时将339℃的H2N2精制气降温至90℃。
甲烷化换热器一般选用U型管换热器，它由一台Ⅰ型甲烷化换热器与一台Ⅱ型甲烷化换热器连接组成。
其中Ⅰ型甲烷化换热器将27℃的H2N2混合气升温至150℃，同时将215℃的H2N2精制气降温至90℃；Ⅱ型甲烷化换热器能将150℃的H2N2混合气升温至274℃，同时将339℃的H2N2精制气降温至215℃。
本次设计主要根据GB150《钢制压力容器》及GB151《管壳式换热器》对设备的主要受压元件进行了设计及强度计算，又结合HG/T20615《钢制管法兰》、JB/T 4712《容器支座》等其它压力容器相关标准，对其它各部件进行设计，最终完成了Ⅱ型甲烷化换热器的设计。
关键词：换热器；甲烷化换热器AbstractHeat exchanger is important in the process of chemical production equipment, which can be achieved between the heat exchange media. Widely used in petroleum, chemical, pharmaceutical, food, light industry, machinery and other fields. U-tube heat exchanger is a heat exchanger, it has only one tube plate, simple structure, less sealing surface, and the U-shaped tubes are free to stretch, no thermal stress, it can be used for high temperature and pressure of the occasion . General high-pressure, high temperature, corrosive media, take control process, thus reducing the pressure of space, and can reduce heat loss and saving materials and reduce costs.Methanation heat exchanger, ammonia production is one of the important equipment, it will be 27 ℃of H2N2 mixture heated to 274 ℃, 339 ℃while the H2N2 refined gas cooled to 90 ℃. Methanation heat exchanger is generally used in U-tube heat exchanger, which consists of Type Ⅰand type Ⅱmethanation methanation Heat exchanger connected to form a methanation type. Heat exchanger type Ⅰmethanation of H2N2 to 27 ℃heating the mixture to 150 ℃, 215 ℃while the H2N2 refined gas cooled to 90 ℃; Ⅱ-type heat exchanger can methanation 150 ℃, heating the mixture to the H2N2 274 ℃, 339 ℃while the H2N2 refined gas cooled to 215 ℃.This design mainly based on GB150 "steel pressure vessels"and GB151 "shell and tube heat exchangers, " the main pressure parts of the equipment was designed and strength calculation, but also with HG/T20615 "steel pipe flange", JB / T 4712 "containers bearing" pressure vessels and other relevant standards, the design of other components, he finally completed the methanation Ⅱtype heat exchanger design.Keywords: Heat exchanger;Methanation heat exchanger目录图表清单 (1)符号说明 (3)引言 (8)第一章换热器件简介 (9)1.1U型管换热器简介 (9)1.2甲烷化换热器简介 (9)1.2.1.Ⅱ型甲烷化换热器的作用 (9)1.2.2甲烷化换热器工作原理 (10)第二章设计方案的确定 (11)2.1设计参数的确定 (11)2.2换热器主要零部件结构形式的确定 (12)第三章强度计算 (13)3.1圆筒的设计 (13)3.2封头设计 (13)3.2.1下封头设计 (13)3.2.2管箱封头设计 (14)3.3管箱圆筒短节设计 (15)3.4压力试验 (15)3.4.1压力试验条件确定 (15)3.4.2水压试验时强度校核 (15)3.5换热管设计 (16)3.5.1换热管选取 (16)3.5.2布管形式 (16)3.5.3布管限定圆 (17)3.5.4 U形管长度选取 (18)3.5.5换热管与管板的连接 (18)3.6管板设计 (19)第四章换热器其他各部件设计 (23)4.1进出口接管设计 (23)4.1.1精制气入口接管 (23)4.1.2精制气出口接管 (25)4.1.3混合气入口接管 (26)4.1.4混合气出口接管 (26)4.1.5 管板排气口接管设计 (27)4.1.6加强管设计 (28)4.2接管开孔补强的设计计算 (28)4.2.1精制气进口处补强设计 (28)4.2.2精制气出口处补强设计 (31)4.2.3混合气入口处补强设计 (33)4.2.4混合气出口处补强设计 (36)4.2.5上排气口处补强设计 (38)4.2.6下排净口处补强设计 (40)4.3管法兰设计 (42)4.4折流板、支撑板设计 (48)4.5防冲板设计 (49)4.6分程隔板 (49)4.7纵向隔板设计 (49)4.8接管最小位置 (50)4.8.1壳程接管最小位置 (50)4.8.2管箱上接管最小位置 (50)4.9管箱的最小内测深度 (51)4.10管箱筒节长度确定 (51)4.11拉杆定距管 (51)4.12支座选取 (51)参考文献 (60)谢辞 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
电子版U型管换热器说明书
第二部分、设计说明书1、传热工艺计算1. 原始数据壳程水蒸气的进口温度 错误!未找到引用源。
=205.1 错误!未找到引用源。
壳程水蒸气的出口温度 错误!未找到引用源。
=95℃ 壳程水蒸气的工作压力 错误!未找到引用源。
=0.75Mpa 管程冷却水的进口温度 错误!未找到引用源。
=38ºC 管程冷却水的出口温度 错误!未找到引用源。
=97ºC 管程冷却水的工作压力 错误!未找到引用源。
=1.6 MPa 管程冷却水的流量 2G =120t/h2. 定性温度及物性参数管程冷水定性温度错误!未找到引用源。
(38+97)/2=64 错误!未找到引用源。
管程冷水密度查物性表得错误!未找到引用源。
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管程冷水比热查物性表得错误!未找到引用源。
=4.182KJ/Kg 错误!未找到引用源。
ºC 管程冷水导热系数查物性表得错误!未找到引用源。
=0.663w/m 错误!未找到引用源。
℃ 管程冷水黏度错误!未找到引用源。
=444.4⨯10¯6 Pa 错误!未找到引用源。
s 管程冷水普朗特数查物性表得Pr 2=3.41壳程水蒸气定性温度 =+=2/)("'111t t t （205.1+95）=150壳程水蒸气密度查物性表得 错误!未找到引用源。
=2.584Kg/错误!未找到引用源。
壳程水蒸汽比热查物性表得 错误!未找到引用源。
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壳程水蒸气导热系数查物性表得错误!未找到引用源。
=0.0263w/m 错误!未找到引用源。
壳程水蒸气黏度 错误!未找到引用源。
=1.39⨯510-pa 错误!未找到引用源。
s 壳程水蒸气的普朗特数查物性表Pr 1=1.113. 传热量与冷水流量取定换热效率为η=0.98 查表得 r=2113.1310⨯ 则设计传热量:3600/1000)('"22220⨯⨯⨯⨯=-ηt t C G Q p错误!未找到引用源。
U形管换热器机械设计说明书
摘要使热量从热流体传递到冷流体的设备成为换热设备。
它是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%—20%；在炼油厂中，约占总投资的35%—40%。
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要求规定的指标,以满足工艺过程上的需要。
此外，换热设备也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。
在本设计中，我所设计的是U型管换热器。
U型管换热器的结构特点是，只有一块管板，管束由多根U型管组成，管的两端固定在同一块管板上，管子可以自由伸缩。
当壳体与U形换热管有温差时，不会产生热应力。
U型管式换热器结构比较简单、价格便宜，承压能力强，适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要清洗，又不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。
特别适用于管内走清洁而不宜结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。
关键词：换热设备，U型管换热器，结构特点AbstractThe equipment that transfer heat from hot liquid to the cool one is called heat exchanger.It is a general equipment that widely used in chemical industry,oil refining,motive power,atomic energy,pharmacy,mechanism and many other department of industry.In chemical industry,the investment of heat exchanger is 10% to 20% percent of total investment;In oil refining factory,the one is 35% to 40%.In the industrial producing,transfer heat from higher temperature liquid to the lower one is the main function of the heat exchanger,it make the temperature of liquid reached the stipulate target of technological process,so that to satisfy the requirement in technological process.In addition,the heat exchanger is effective install that can retrieve surplus heat and waste heat.The structure characteristics of U-tube heat exchanger is what there is only one tube plate,the tube bundle is make up of many U-tube,both ends of the tube are fixed on the same tube plate,the tube can stretch out and draw back freely.When there is a temperature difference between the shell and the U-tube,there would not be thermal stress.The structure of the U-tube heat exchanger is simple,the price is cheap and the ability of bearing pressure is strong,it is adapt to the temperature difference between tube wall and shell wall is relative large or the medium of the shell are easy to scaling and unwell adopt float heat exchanger and fixed tube plate heat exchanger.especially adapt to the materiel and supplies in the tube is high temperature,high pressure and largecorrosive property.Keywords:heat exchanger,U-tube heat exchanger,structure characteristic目录1说明部分 (6)1.1 绪论......................................... 错误！未定义书签。
U型管换热器设计说明书
流体流量进口温度出口温度压力煤油水一．热力计算1.换热量计算2.冷却剂用量计算由于水的压力较之煤油较大，黏度较之煤油也较大，所以选择水为壳程，煤油为管程。
3.换热面积估算查图得ε∆t=0.85传热面积估算：取传热系数：K=450取安全系数0.1：4管径，管长，管数确定：由流量确定管数：煤油在管中的流速为0.8~1，取管程流体流速A=38.13n=20N=4常用换热管为与选用外径换热管。
管程流体体积流量可由煤油的要求流量的出：取管数由换热面积确定管程数和管长：由于是U型管换热器，由GB151-1999管壳式换热器查得有2，4两种管程可选。
初选管程为4考虑到常用管为9m管，为生产加工方便，选用单程管长8m又考虑到单程管长8m会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时，尽量选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽松的正方形排布。
换热管材料由于管程压力大于0.6MPa,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
按照GB—151管壳式换热器1999选取常用管心距；分程隔板两侧管心距按下图作正方形排列L=8m布管限定圆圆筒工程直径DN=400选择布管限定圆直径由布管限定圆从《GB151—1999》管壳式换热器中选定工程直径的卷制圆筒，查得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于8mm，高合金钢圆筒最小厚度不得小于3.5mm圆筒厚度计算：选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常用材料Q345R，为一种低合金钢。
按《GB150.1~.4-2011压力容器》中圆筒厚度计算公式：计算压力圆筒内径由选定的圆筒公称直径得设计温度下的圆筒材料的许用应力由选定的材料Q345R从GB150.2中查得折流板间距200mm焊接接头系数由于壳程流体为水，不会产生较严重的腐蚀，选取腐蚀yu量又由于Q345R在公称直径为400mm是可选取得最小厚度为8mm，则选择圆筒厚度为8mm折流板间距：折流板间距一般不小于圆筒内径的五分之一且不小于50mm；因此取折流板间距为200mm核算传热系数：由GB151—1999管壳式换热器得到包括污垢在内的，以换热管外表面积为基准的总传热系数K的计算公式:管外流体给热系数:查得定性温度下流体的粘度为壁温下流体的粘度1004查得壳程流体的普朗克数查得水的导热系数管内流体给热系数：查得煤油的导热系数查得煤油的密度K=483管内流体的流速煤油的粘度煤油的比热换热管的内径在总传热系数计算公式中，可看作管外流体的污垢热阻管内流体的污垢热阻用外表面表示的管壁热阻查GB151—1999管壳式换热器得换热管材料导热系数总传热系数：初选K值为450相对误差处于相对许可范围内壁温计算：假设换热面积裕度：换热面积裕度符合要求压降计算：(1)管程阻力计算：沿程阻力可按下式计算封头厚度mm8=δ短节厚度mm8=δ莫迪圆管摩擦系数：莫迪圆管系数可由管内流体雷诺数得到管内流体雷诺数：管内为湍流。
U型管换热器课程设计说明书
U型管换热器课程设计说明书设计题目_ U型管换热器设计专业班级建环1001学生姓名XXXXX学号XXXXXX指导教师XXXXX日期2013.5.4一、化工原理课程设计任务书(换热器的设计)(一)设计题目：煤油冷却器的设计(二)设计任务及操作条件：1. 处理能力：15 万吨/ 年煤油2. 设备型式：列管式换热器3. 操作条件：(1)煤油入口温度125 C,出口温度40 C;(2)冷却介质循环水，入口温度25 C,出口温度45 C;( 3) 允许压强降不大于105Pa;( 4) 煤油定性温度下的物性数据：密度为825kg/m 3;粘度为：7.15 x 10-4Pa.S;比热容为：2.22kJ/ (kg. °C)；导热系数为: 0.14W/(m. C)( 5) 每年按330 天计，每天24 小时连续运行。
(三)设计项目1 传热计算2 管、壳程数的确定及管、壳程流体阻力计算3 管板厚度计算4 U 形膨胀节计算(浮头式换热器除外)5 管壳式换热器零部件结构（四）绘制换热器装配图（A2 图纸）二、换热器的选用换热器的选用（即选型）的过程大体如下, 具体计算可参看列管式换热器设计中有关内容。
①根据设计任务要求计算换热器的热负荷Q 。
②按所选定的流动方式，计算出平均温度差（推动力）H m及查出温差校正系数< 0 . 8 , 应考虑采用多壳程结构的换热器或用多台换热器串联。
③依所处理流体介质的性质, 凭经验初选一总传热系数K0 （估）, 并由总传热速率方程计算传热面积S'0 :S'0 =Q/K 0 估H tm式中Q ———热负荷,W; K0 （估）———凭经验选取的总传热系数,W/（m 2• K）;H tm --------- 平均温度差,C。
④根根据计算出的S' 0 值, 查有关换热器系列标准, 确定型号规格并列出各结构主要基本参数。
⑤利用总传热系数关联式计算K0 （计）, 再由总传热速率方程式求出S0 （计）。
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机械制造工艺学学号：毕业设计说明书U型管换热器设计U tube heat exchanger design学院机电工程学院专业化工设备与机械班级学生指导教师（职称）完成时间年月日至年月日广东石油化工学院专科毕业设计诚信承诺保证书本人郑重承诺：《U型管换热器设计》毕业设计的内容真实、可靠，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所完成。
毕业设计中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：年月日毕业设计任务书院（系）：专业班级：学生：学号：一、毕业论文课题 U形管换热器设计二、毕业论文工作自年月日起至年月日止三、毕业论文进行地点本校、实习地四、毕业论文的内容要求 1.毕业设计说明书 2.零号图纸1.5张基础数据：序号项目名称壳程管程单位1设计压力1817MPa2工作压力17.115.6MPa3设计温度400454℃4工作温度373415℃5操作介质混氢油反应产物—6焊接街头系数11—7腐蚀裕量33mm8水压试验压力24.6424.31MPa9入口温度134370℃10出口温度316210℃主要内容：1.结构设计参照相关手册、标准等确定换热器的结构。
包括总体结构尺寸的确定、折流板、接管、法兰、支座及拉杆的选择。
2.强度计算通过此部分计算，确定换热器的强度尺寸。
包括筒体、封头、管板的强度计算。
要求：1.毕业设计说明书2.零号图纸1.5张设计进度计划：第1~5周——查阅资料、现场调研、确定设计方案、工艺计算、确定工艺尺寸；第6~13周——结构设计、强度计算、绘图；第14~15周——撰写论文、打印论文、准备答辩。
主要参考资料：[1]毛希谰. 换热器设计[M]. 上海：上海科学技术出版社，1998[2]姚玉英. 化工原理[M].天津：天津大学出版社，1999[3]夏青德. 化工设备设计[M].北京：化学工业出版社，2000[4]GB150-1998，钢制压力容器[S].中国标准出版社出版.2000[5]GB151-1999，管壳式换热器[S].中国标准出版社.1998.指导教师接受论文任务开始执行日期 2014 年 3 月17 日学生签名摘要换热器是许多工业部门广泛应用的工艺设备。
设计中考虑操作条件及介质的特性，本设计采用U型管式换热器结构。
该设备适用于温差不大，壳程流体清洁，不易结垢拆卸、清洗的场合。
在设计过程中，依照GB151-1999《钢制U型管式换热器》对换热器依次进行工艺计算、结构设计（材料选型）、强度计算，最后完成专题讨论。
其中在强度计算中，根据温差具体的数值，对膨胀节的需要进行计算。
本设计每层管子排列方式采用正三角形排列，这种方法在相同的管板面积上可排较多的管子，且管外表面传热系数大。
但由于是双管程结构，所以在分程隔板两边采用矩形排列。
最后经检测该台换热器是否满足介质换热的需要。
关键词：换热器；U型管式；工艺设计；结构设计；强度计算ABSTRACTThe heat exchanger is the techniques equipment widely used in many industrial departments. In the design it uses the fixed tube plate type of the heat interchanger structure,because of the operating condition and the medium characteristic. This equipment is suitable when the temperature difference is not big,the shell regulation fluid is clean,or the fraze,disassembling or cleaning for the heat exchanger is not easy. In the process of the design,the technological design,the structural design(material shaping) and the strength calculation must according to the GB151-1999"Steel SystemShell Type Heat interchanger",finally it completes the seminar. In the strength calculation,it must be computed for the require of the part of inflates according to the difference concrete value ot the temperature.In the design the way of each pipe arrangement uses the equilateral triangle arrangement,this method may arrange many pipes in the same tube plate area,also the tube outside surface heat transfer coefficient is big. But because the structure is two barrel regulation, it uses the rectangular arrangement at the both sides of the partition board. Finally it be difined that the heat interchanger whether satisfies the need of the medium heat transfer.Key words: heat exchanger；fixed tube plate；technological design; structural design； strength calculation目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................... I I 前言.. 0第一章绪论 (1)1．1 换热器的应用及其发展 (1)1．2 换热器的分类及其特点 (4)1．3 U型管式换热器的设计 (6)第二章换热器的工艺计算 (6)2．1 设计条件 (7)2．2 确定物性数据 (7)2．3 符号说明 (7)2．4 流体走向的确定 (8)2．5估算传热面积，初选换热器的规格 (8)2．6换热管的排列和管心距 (9)2．7 折流板 (10)2. 8接管 (10)2．9 压强降的核算 (10)2．10 总传热系数的核算 (12)第三章换热器的结构设计 (15)3. 1筒体 (15)3. 2管箱材料 (15)3. 3 管箱法兰 (16)3. 4接管材料 (17)3. 5 接管法兰 (18)3. 7 管板 (19)3. 8材料 (20)3. 9 换热管 (20)3. 10 拉杆 (21)3.11 折流板的选取及布置 (22)3. 12 封头 (22)第四章换热器的强度计算 (24)4．1 筒体壁厚计算 (24)4．2管箱短节、封头厚度计算 (25)4．3 膨胀节的设计 (25)4．4换热器受压元件强度计算及校核 (27)4.5 换热器强度计算与校核 (27)4．6鞍座校核 (29)4．7筒体校核 (29)第五章本设计采用的制造方法及工艺 (32)参考文献 (34)前言换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，实现热量传递的设备，又称热交换器。
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。
换热器是很多工业部门广泛应用的一种常见设备，通过这种设备进行热量的传递，以满足生产工艺的需要。
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。
换热器在化工行业中的应用是十分广泛的，各种化工生产工艺就都要用到它。
在制冷工业中，以食品冷藏业常用的以氨为制冷剂的蒸汽压缩制冷装置为例，经过压缩机压缩后的气态氨在冷凝器中被冷凝为液体；液化后的高压液态氨在膨胀机或节流阀中绝热膨胀，使温度下降到远低于周围环境的温度；这种低温氨流体在流经蒸发器时吸热蒸发而回复到原先进入压缩机时的氨气状态。
然后，再重复新的循环。
在其他各种制冷装置中，都存在冷凝器和蒸发器等换热器。
在火力发电厂中，装有空气预热器、燃油加热器、给反应产物加热器、整齐冷凝器等一系列的换热器。
其实，蒸汽锅炉本身也可以看作是一个大型复杂的换热器。
燃料在炉膛中燃烧产生的热量，通过炉膛受热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质，使工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。
第一章绪论1．1 换热器的应用及其发展1.1.1 换热器的应用1．换热器在近代工业中的应用在化工生产中，换热器是主要的工艺设备之一。
例如，在氮肥生产中，氮气与氢气的混合气体要在500℃左右的高温才能在催化剂的作用下合成氨，而氨与未反映的氮、氢气体的分离，则需要通过冷却与冷凝的办法以液体的形式分离出来。
这一生产过程中的加热、冷却与冷凝就是通过换热器实现的。
在酒精生产中，酒精精馏塔在操作时，原料液需预热，釜底液体需在再沸器中加热，塔顶产生的蒸汽需冷凝。
这一生产过程中的预热、加热和冷凝也都是通过换热器实现的。
换热器在化工行业中的应用是十分广泛的，各种化工生产工艺就都要用到它。
在制冷工业中，以食品冷藏业常用的以氨为制冷剂的蒸汽压缩制冷装置为例，经过压缩机压缩后的气态氨在冷凝器中被冷凝为液体；液化后的高压液态氨在膨胀机或节流阀中绝热膨胀，使温度下降到远低于周围环境的温度；这种低温氨流体在流经蒸发器时吸热蒸发而回复到原先进入压缩机时的氨气状态。
然后，再重复新的循环。
在其他各种制冷装置中，都存在冷凝器和蒸发器等换热器。
在火力发电厂中，装有空气预热器、燃油加热器、给反应产物加热器、整齐冷凝器等一系列的换热器。
其实，蒸汽锅炉本身也可以看作是一个大型复杂的换热器。
燃料在炉膛中燃烧产生的热量，通过炉膛受热面、对流蒸发受热面、过热器及省煤器加热工质，使工质汽化、过热成为能输往蒸汽轮机的符合要求的过热蒸汽。
在核电长中，蒸汽发生器是一项很重要的工艺设备。