双管板换热器的结构设计

【摘要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点，并给出了几点需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。

【关键词】双管板换热器；结构设计；问题

所谓的换热器，就是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。而双管板换热器比一般的换热器结构复杂，因此在设计过程中要更加重视。基于此，本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。

1.设计条件

某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。

该设备壳程介质为氯气，管程介质为循环水，如果两个介质发生泄漏，相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸，对该设备造成严重的腐蚀。所以该设备选择双管板换热器，为绝对避免壳程介质与管程介质相接触，设置积液程结构，并设有放空口和排净口（取样口）进行泄漏检测，该设备结构如图1所示。

2.设计计算

本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定，其他受压元件的计算方法，与普通的单管板换热器计算方法相同，计算时可参考GB151—1999等相关规范···，这里不再赘述。

2.1管板强度计算

双管板换热器的设计计算，在我国现行的标准规范GBl51中，没有该结构形式的管板厚度计算方法。由此，本文参考TEMA标准及文献[2]，认为双管板换热器的管程管板（也称外管板）和壳程管板（也称内管板）都能单独满足相应设计工况的设计前提下，确定该换热器管板厚度的计算方法。

（1）管程管板厚度计算。运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时，管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板，设计参数按以下情况考虑：①设计压力和设计温度按管程工况确定；②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定；③管板与换热管的连接为强度焊；④换热管长度为换热管总长度，换热管有效长度为管程管板内侧间的距离，换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。

双管板与单管板换热器的区别

双管板与单管板换热器的区别从结构、用途、制造等方面比较了双管板换热器和单管板换热器。同单管板换热器相比，双管板换热器管程壳程间泄漏概率低得多；受力状况更好。从结构看，双管板换热器采用固定管板式结构，管束不能抽出清洗。实际使用表明，采用机械胀管法制造的双管板换热器，可以满足使用要求。1.双管板换热器北京燕山石化公司0.66 Mt/a 乙烯改扩建工程中，制苯装置改造新上了三台双管板换热器，即汽提塔再沸器（E－607 ，F=213 m2）、抽提蒸馏塔再沸器（E－634 ，F=350 m2）和余热溶剂冷却器（E－ 111 ，F=150 m2），它们的管程走Ⅳ．甲酰吗啉溶剂，壳程走蒸汽或水，该溶剂具有遇水发生分解的特性。这三台换热器，经过一年多使用，效果很好，溶剂损耗同装置改造前相比下降很多。 2.双管板与单管板换热器结构比较

双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，单管板换热器可采用多种结构型式，管束可以抽出清洗。对于温差较大的双管板换热器，简体上可加装波纹膨胀节；而单管板换热器除可考虑简体上加装波纹膨胀节外，常采用浮头或U 型管型式来补偿。对于双管板换热器，存在二种设计理念的认识：一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合，设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀，供日常观察和内管板发生泄漏时排放，使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离。这是采用双管板结构型式的主要目的。另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合，设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质，来减小管壳程间介质的压差。这和一般单管板换热器一样，不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏。 3.双管板与单管板换器使用上的比较单管板换热器最常见。在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，还会出现管板上的管口泄漏，以及焊接裂纹等。单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处。焊接收弧时气体未放干净，有砂眼。双管板换热器具有内外双层管板，如果内管板管口泄漏，还有外管板防护。单管板换热器焊接裂纹常出现在换热器简体大法兰盘锥体小端与简体

列管式换热器课程设计作业

化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计苏州科技学院班级应化0921 姓名朱子屹指导教师杨兰 2011-6-30 目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数

5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢 1化工原理课程设计任务书欲用井水将6000kg/h的煤油从140℃冷却至40℃，冷水进、出口温度分别为30℃和40℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于30kpa，试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。名称水煤油密度 994 825 比热 4.08 2.22 导热系数 0.626 0.14 粘度 0.725×10^-3 0.715×10^-3 2.概述和设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目和管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体

化工原理设计：列管式换热器设计

化工原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计班级：09化工设计者：陈跃学号：20907051006 设计时间：2012年5月20 指导老师：崔秀云

目录概述 1.1.换热器设计任务书 .................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 .................................................................. - 10 - 2.蛇管式换热器 ........................................................................... - 11 - 3.套管式换热器 ........................................................................... - 11 - 1.3换热器材质的选择 .................................................................. - 11 - 1.4管板式换热器的优点 .............................................................. - 13 - 1.5列管式换热器的结构 .............................................................. - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理............................................ - 16 - 1.7确定设计方案.......................................................................... - 17 - 2.1设计参数................................................................................. - 18 - 2.2计算总传热系数...................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸.......................................................................... - 19 - 2.4换热器核算 ............................................................................. - 21 - 2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)

列管式换热器课程设计

——大学《化工原理》列管式换热器课程设计说明书学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：年月日

目录一、化工原理课程设计任务书............................................................................ . (2) 二、确定设计方案............................................................................ (3) 1.选择换热器的类型 2.管程安排三、确定物性数据............................................................................ (4) 四、估算传热面积............................................................................ (5) 1.热流量 2.平均传热温差 3.传热面积 4.冷却水用量五、工艺结构尺寸............................................................................ (6) 1.管径和管内流速 2.管程数和传热管数 3.传热温差校平均正及壳程数 4.传热管排列和分程方法 5.壳体内径 6.折流挡板 (7) 7.其他附件 8.接管六、换热器核算............................................................................ . (8) 1.热流量核算 2.壁温计算 (10) 3.换热器内流体的流动阻力七、结构设计............................................................................ . (13) 1.浮头管板及钩圈法兰结构设计 2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计 3.管箱结构设计 4.固定端管板结构设计 5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计 (14) 6.外头盖结构设计 7.垫片选择

双管板换热器的设计及制造要点_何玉伟

- 18 - 论文广场石油和化工设备2013年第16卷表1 换热器技术参数双管板换热器的设计及制造要点何玉伟，李岩，王雷（中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司，辽宁葫芦岛 125001） [摘要] 对双管板换热器的设计及制造要点进行了介绍，对管板间距的计算及制造工艺的合理性进行了探讨，可供设计人员参考。 [关键词] 双管板换热器；结构；管束；设计；制造；要点作者简介：何玉伟（1969—），女，辽宁葫芦岛人，大学本科，工程师。在中航黎明锦西化工机械（集团）有限责任公司研究院长期从事压力容器设计制造工作。换热器是一种实现物料间热量交换的设备。随着换热器技术的提高，其在工业领域的应用范围越来越广。在生产使用中为防止腐蚀和污染，同时为满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器。本文提到的冷却器管程介质为四氯化钛，不易燃，但高毒，且渗透性强，设备一旦发生泄漏，与壳程的介质冷却水混合后分解放热，释放出有毒的腐蚀性烟气，具有较强腐蚀性，在设计上采用双管板结构，以延长换热器的寿命。 1 换热器技术参数及结构1.1 设备技术参数见表1。名称壳程管程设计压力MPa 0.50.5设计温度℃50100工作压力MPa 0.40.4工作温度（进/出）℃ 30/3870/57 程数1 2 物料名称/特性冷却水（无毒）四氯化钛汽液混合体（中度危害）主要受压元件材料Q345R 0Cr18Ni9 焊缝接头系数0.85 1.0 管子与管板连接形式强度胀(内管板)强度胀+强度焊(外管板) 换热面积（m 2 ） 35 1.2 设备结构特点设备外形结构见图1。冷却器壳体尺寸 Dg600×8×3982mm ，材质Q345R 。外侧管板尺寸φ740×45mm ，材质为16Mn Ⅲ+堆焊304，内侧管图1 冷却器结构简图板尺寸φ616×45mm ，材质为16Mn Ⅲ，共有124根φ25×2.5×4000mm 换热管，材质为0Cr18Ni9。冷却器为双管板结构，结构比较复杂，制造上具有一定难度。 2 设计难点2.1 双管板结构型式双管板的结构见图2所示。

双管板换热器的设计与制造(2021)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 双管板换热器的设计与制造 (2021)

双管板换热器的设计与制造(2021)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。换热器是在不同温度物料之间进行热量传递的设备，其主要作用是维持或改变物料的工作温度和相态，满足工艺操作要求，提高过程能量利用效率进行余热回收。在换热器设备中，管壳式换热器应用最为广泛。在实际操作中换热器的换热管和管板连接处最容易发生泄漏,从而使壳程物料和管程物料有少许混合,而且这种泄漏目前还没有有效的方法完全防止。在有些场合,某些泄漏是允许的,但在以下的场合,这些泄漏是不允许的：1）产生严重的腐蚀；2）使一方物料产生严重的污染；3）产生燃烧和爆炸；4）产生固溶化,形成设备的污垢；5）使催化剂中毒,降低或消除催化剂的性能；6）限制另一程的反应；7）使产品不纯。在这些场合,我们通常采用双管板换热器,以减小泄漏，能有效防止两种物料混合,从而杜绝上述事故的发生。所谓双管板换热器就是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。双管板换热器的结构一般有两种。一种为固定管板式换热器,一台换热器共有四块管板。这种换热

列管式换热器设计方案计算过程参考

根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求： =0.727Χ10-3Pa.s 密度ρ=994kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下：进口温度：80.1℃出口温度：40℃ =1.15Χ10-3Pa.s 密度ρ=880kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s

4、传热面积的计算。平均温度差确定R和P值查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为 △tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K（估计）为400W/（m2·℃）估算所需要的传热面积： S0==75m2 5、换热器结构尺寸的确定，包括：（1）传热管的直径、管长及管子根数；由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目：，取n为123 管长：=12.9m 按商品管长系列规格，取管长L=4.5m，选用三管程管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径； e取1.5d0，即e=28.5mm D i=t(n c—1)+2e=19×(—1)+2×28.5=537.0mm，按照标准尺寸进行整圆，壳体直径为600mm。此时长径比为7.5，符合6-10的范围。

课程设计报告,列管式换热器设计

设计（论文）题目：列管式换热器的设计目录 1 前言 (3) 2 设计任务及操作条件 (3) 3 列管式换热器的工艺设计 (3) 3.1换热器设计方案的确定 (3) 3.2 物性数据的确定 (4) 3.3 平均温差的计算 (4) 3.4 传热总系数Ｋ的确定 (4) 3.5 传热面积A的确定 (6) 3.6 主要工艺尺寸的确定 (6) 3.6.1 管子的选用 (6) 3.6.2 管子总数n和管程数Np的确定 (6) 3.6.3 校核平均温度差 t m及壳程数Ns (7) 3.6.4 传热管排列和分程方法 (7) 3.6.5 壳体径 (7) 3.6.6 折流板 (7)

3.7 核算换热器传热能力及流体阻力 (7) 3.7.1 热量核算 (7) 3.7.2 换热器压降校核 (9) 4 列管式换热器机械设计 (10) 4.1 壳体壁厚的计算 (10) 4.2 换热器封头选择 (10) 4.3 其他部件 (11) 5 课程设计评价 (11) 5.1 可靠性评价 (11) 5.2 个人感想 (11) 6 参考文献 (11) 附表换热器主要结构尺寸和计算结果 (12) 1 前言换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。列管式换热器工业上使用最广泛的一种换热设备。其优点是单位体积的传热面积、处理能力和操作弹性大，适应能力强，尤其在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。列管式换热器主要有以下几个类型：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器等。设计一个比较完善的列管式换热器，除了能满足传热方面的要求外，还应该满足传热效率高、体积小、重量轻、消耗材料少、制造成本低、清洗维护方便和操作安全等要求。列管式换热器的设计，首先应根据化工生产工艺条件的要求，通过化工工艺计算，确定换热器的传热面积，同时选择管径、管长，确定管数、管程数和壳程数，

双管板换热器的结构设计

双管板换热器的结构设计【摘要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点，并给出了几点需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。【关键词】双管板换热器；结构设计；问题所谓的换热器，就是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。而双管板换热器比一般的换热器结构复杂，因此在设计过程中要更加重视。基于此，本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。 1.设计条件某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。该设备壳程介质为氯气，管程介质为循环水，如果两个介质发生泄漏，相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸，对该设备造成严重的腐蚀。所以该设备选择双管板换热器，为绝对避免壳程介质与管程介质相接触，设置积液程结构，并设有放空口和排净口（取样口）进行泄漏检测，该设备结构如图1所示。 2.设计计算本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定，其他受压元件的计算方法，与普通的单管板换热器计算方法相同，计算时可参考GB151—1999等相关规范···，这里不再赘述。 2.1管板强度计算双管板换热器的设计计算，在我国现行的标准规范GBl51中，没有该结构形式的管板厚度计算方法。由此，本文参考TEMA标准及文献[2]，认为双管板换热器的管程管板（也称外管板）和壳程管板（也称内管板）都能单独满足相应设计工况的设计前提下，确定该换热器管板厚度的计算方法。（1）管程管板厚度计算。运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时，管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板，设计参数按以下情况考虑：①设计压力和设计温度按管程工况确定；②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定；③管板与换热管的连接为强度焊；④换热管长度为换热管总长度，换热管有效长度为管程管板内侧间的距离，换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。

课程设计—列管式换热器

课程设计设计题目：列管式换热器专业班级：应化1301班姓名：王伟学号： U201310289 指导老师：王华军时间： 2016年8月

目录 1.课程设计任务书 (5) 1.1 设计题目 (5) 1.2 设计任务及操作条件 (5) 1.3 技术参数 (5) 2.设计方案简介 (5) 3.课程设计说明书 (6) 3．1确定设计方案 (6) 3.1.1确定自来水进出口温度 (6) 3.1.2确定换热器类型 (6) 3.1.3流程安排 (7) 3.2确定物性数据 (7) 3．3计算传热系数 (8) 3.3.1热流量 (8) 3.3.2 平均传热温度差 (8) 3.3.3 传热面积 (8) 3.3.4 冷却水用量 (8) 4.工艺结构尺寸 (9) 4.1 管径和管内流速 (9) 4.2 管程数和传热管数 (9)

4.3 传热管排列和分程方法 (9) 4.4 壳体内径 (10) 4.5 折流板 (10) 4.6 接管 (11) 4.6.1 壳程流体进出管时接管 (11) 4.6.2 管程流体进出管时接管 (11) 4.7 壁厚的确定和封头 (12) 4.7.1 壁厚 (12) 4.7.2 椭圆形封头 (12) 4.8 管板 (12) 4.8.1 管板的结构尺寸 (13) 4.8.2 管板尺寸 (13) 5.换热器核算 (13) 5.1热流量衡算 (13) 5.1.1壳程表面传热系数 (13) 5.1.2 管程对流传热系数 (14) 5.1.3 传热系数K (15) 5.1.4 传热面积裕度 (16) 5.2 壁温衡算 (16) 5.3 流动阻力衡算 (17) 5.3.1 管程流动阻力衡算 (17) 5.3.2 壳程流动阻力衡算 (17)

双管板换热器制造工艺

双管板换热器制造工艺 1.双管板结构双管板是目前较新的结构。在位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用哈呋短节相连,组成不承受压力的隔离腔。双管板结构的特征是,2块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的2个排泄孔。内侧管板2背面(与壳体焊接面)有12个拉杆螺孔。外侧管板1和内侧管板1组成第1组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第2组双管板。(1)双管板间距隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。隔离腔的承载能(推荐：太阳能)力主要取决于双管板间距。对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。图样中的双管板间距为13mm,根据制造经验,将其调整为50mm。 (2)内侧管板管孔的胀管槽尺寸内侧管板与换热管的连接质量是双管板结构换热器制造的关键,而拉脱力与密封性能是衡量接头连接质量的主要指标。在GB151-1999《管壳式换热器》中,胀管槽的宽度规定为3mm,但也指出,根据不同的胀接方法可以适当修改。图样中内侧管板管孔的胀管槽宽度是3mm,深度是0.5mm,第1道胀管槽距管板端面8mm,第2道胀管槽的尺寸链为8mm 3mm 6mm 3mm。根据液压胀接经验和胀管试验,胀管槽深度仍定为0.5mm,但将胀管槽的宽度调整为5mm。第2道胀管槽的尺寸链调整为13mm 5mm 10mm 5mm。 (3)管子伸出管板面长度图样中管子伸出管板面的长度是1mm,符合GB151-1999的规定。而国外进口用于高温、高压、易燃、有毒或较强腐蚀性等介质的换热器,管子伸出管板面的长度普遍为4～5mm。结合制造尿素装置换热器的经验以及换热管的特点,将管子伸出管板面的长度调整为3～4mm。采用氩弧焊焊接2层,管壁不允许过烧或焊通,且管头不能有咬边,保持管端圆整无缺。 (4)管板与管子硬度差液压胀接会使换热管发生塑性变形,管板产生弹性变形。而胀接目的是为了让换热管与管板之间获得足够的残余接触应力。因此,管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度与硬度。保持管板与管子之间一定的硬度差是改善胀接质量的重要途径之一,通常将硬度差控制在HB30左右。 2.制造要点控制4块管板的同心度、平行度、扭曲度及其与壳体轴线的垂直度,可保障设备的制造质量,也可保障换热管与管板的连接性能。而确保内侧管板与换热管液压胀接的拉脱力和密封性及其检验,是保证急冷器制造质量的关键。 2.1壳体严格控制有关几何尺寸和方位。错边量、棱角度和无损探伤按GB150-1998规定执行,周长、圆度和直线度按GB151规定执行,壳体长度按图样规定。检查壳体两端面平行度与壳体轴线的垂直度,在两端面标出对称的十字中心线,且两端面中心线的连线(方位线)平行于壳体的轴线,该标记线是组对双管板的基准之一。用与折流板外径相等的圆盘模板工装预先检测壳体的内径与直线度,

1㎡双管板换热器

双管板换热器说明书

一、用途管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。广泛应用于制药、化工、生物、造纸等领域。二、结构及特点结构：管式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。特点： 1、换热管采用无缝钢管。 2、全部是S31603不锈钢材质。 3、双管板设计杜绝交叉污染。 4、产品接触侧全排空设计。 5、换热通道无死角。 6、结构紧凑，体型小，占地面积小。 7、换热性能好，传热系数高。三、技术参数 1.设计压力壳程内：0.55 MPa 管程内：0.35 MPa 2.工作压力壳程内：0.50 MPa 管程内：0.30 MPa 3.设计温度壳程内：162 ℃管程内：148 ℃ 4.工作温度壳程内：159 ℃管程内：＜100 ℃ 5.工作介质壳程内：蒸汽管程内：注射水 6.主要受压元件材料：S31603 7.焊接系数：0.85 8.换热面积：1 m2 本设备按医药GMP设计规范进行设计，制造，试验和验收；罐体采用电弧焊和氩弧焊，焊缝质量符合GB151-1999《管壳式换热器》，接头型式

列管式换热器课程设计

化工原理课程设计说明书列管式换热器的选用和设计

目录 1 化工原理课程设计任务书 2 设计概述 3 换热器方案的确定 3.1 确定设计方案 3.2确定物性数据 3.3 计算总传热系数 4 计算换热面积 5 工艺结构尺寸 5.1 管径和管内流速 5.2 管程和传热管数 5.3 平均传热温差校正及壳程数 6传热管的排列和分程方法 7换热器核算 8 换热器的主要结构尺寸和计算结果表 9 设计评述 10 参考资料 11 主要符号说明 12 特别鸣谢

1化工原理课程设计任务书欲用自来水将2.3万吨/年的异丁烯从300℃冷却至90℃，冷水进、出口温度分别为25℃和90℃。若要求换热器的管程和壳程压强降不大于100kpa，试选择合适型号的列管式换热器。假设管壁热阻和热损失可以忽略。名称水异丁烯密度 996 12 比热 4.08 130 导热系数 0.668 0.037 粘度 0.37×10^-3 13×10^-3 2.概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 2.1换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。

双管板和单管板换热器的结构与使用新能比较

双管板和单管板换热器的结构与使用新能比较来源：https://www.360docs.net/doc/3118954745.html, 2010-3-17 9:38:08 字体: 大中小摘要：从结构、用途、制造等方面比较了双管板换热器和单管板换热器。同单管板换热器相比，双管板换热器管程壳程间泄漏概率低得多；受力状况更好。从结构看，双管板换热器采用固定管板式结构，管束不能抽出清洗。实际使用表明，采用机械胀管法制造的双管板换热器，可以满足使用要求。 1 双管板与单管板换热器结构比较双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，单管板换热器可采用多种结构型式，管束可以抽出清洗。对于温差较大的双管板换热器，简体上可加装波纹膨胀节；而单管板换热器除可考虑简体上加装波纹膨胀节外，常采用浮头或U型管型式来补偿。对于双管板换热器，存在二种设计理念的认识：一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合，设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀，供日常观察和内管板发生泄漏时排放，使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离。这是采用双管板结构型式的主要目的。另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合，设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质，来减小管壳程间介质的压差。这和一般单管板换热器一样，不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏。 2 双管板与单管板换热器使用上的比较单管板换热器最常见。在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，还会出现管板上的管口泄漏，以及焊接裂纹等。单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处。焊接收弧时气体未放干净，有砂眼。双管板换热器具有内外双层管板，如果内管板管口泄漏，还有外管板防护。双管板换热器筒体大法兰盘锥体小端与筒体结合部位于内外管板间形成的空腔外边上，空腔中无介质或介质压力很小。受力状况好于单管板换热器。另外，双管板换热器压力试验要打4遍压(管程、两内管板之间的壳程、两侧内外管板之间的腔体)，单管板换热器压力试验要打2～3遍压(管程、壳程或管程、壳程、小浮头)。 3 制造的比较

列管式换热器的设计

化工原理课程设计学院: 化学化工学院班级： | 姓名学号：指导教师： $

目录§一.列管式换热器！ .列管式换热器简介设计任务 .列管式换热器设计内容 .操作条件 .主要设备结构图 §二.概述及设计要求 .换热器概述 .设计要求 ~ §三.设计条件及主要物理参数 . 初选换热器的类型 . 确定物性参数 .计算热流量及平均温差壳程结构与相关计算公式管程安排(流动空间的选择)及流速确定计算传热系数k 计算传热面积 ^ §四.工艺设计计算 §五.换热器核算 §六.设计结果汇总 §七.设计评述 §八.工艺流程图 §九.主要符号说明 §十.参考资料

： §一 .列管式换热器 . 列管式换热器简介列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。设计任务￥ 1.任务处理能力：3×105t/年煤油（每年按300天计算，每天24小时运行）设备形式：列管式换热器 2．操作条件 (1)煤油：入口温度150℃，出口温度50℃ (2)冷却介质：循环水，入口温度20℃，出口温度30℃ (3)允许压强降：不大于一个大气压。备注：此设计任务书（包括纸板和电子版）1月15日前由学委统一收齐上交，两人一组，自由组合。延迟上交的同学将没有成绩。 [ .列管式换热器设计内容 1.3.1、确定设计方案（1）选择换热器的类型；（2）流程安排 1.3.2、确定物性参数（1）定性温度；（2）定性温度下的物性参数 1.3.3、估算传热面积（1）热负荷；（2）平均传热温度差；（3）传热面积；（4）冷却水用量 % 1.3.4、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速；（2）管程数；（3）平均传热温度差校正及壳程数；（4）

列管式换热器课程设计

（封面） XXXXXXX学院列管式换热器课程设计报告题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：时间：年月日目录

1、设计题目（任务书） (2) 2、流程示意图 (3) 3、流程及方案的说明和论证 (3) 4、换热器的设计计算及说明 (4) 5、主体设备结构图 (10) 6、设计结果概要表 (11) 7、设计评价及讨论 (12) 8、参考文献 (12) 附图：主体设备结构图和花版设计图一．任务书

（一）设计题目：列管式冷却器设计（二）设计任务：将自选物料用河水冷却或自选热源加热至生产工艺所要求的温度（三）设计条件： 1.处理能力：G=学号最后2位×300t物料/d； 2.冷却器用河水为冷却介质，考虑广州地区可取进口水温度为20~30C；加热器用热水或水蒸气为热源，条件自选； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.传热面积安全系数5～15％ 5.每年按330天计，每天24小时连续运行。（四）设计要求： 1.对确定的设计方案进行简要论述； 2.物料衡算、热量衡算； 3.确定列管壳式冷却器的主要结构尺寸； 4.计算阻力； 5.选择合宜的列管换热器并运行核算； 6.用Autocad绘制列管式冷却器的结构（3号图纸）、花板布置图（3号图纸）； 7.编写设计说明书（包括：①.封面；②.目录；③.设计题目；④.流程示意图；⑤.流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。）（五）设计进度安排：备注：参考文献格式：期刊格式为：作者姓名.出版年.论文题目.刊物名称.卷号（期号）：起止页码。专著格式为：作者姓名.出版年.专著书名.出版社名.起止页码。二．流程示意图

单管板和双管板换热器区别

双管板和单管板换热器的结构与使用新能比较从结构,用途,制造等方面比较了双管板换热器和单管板换热器. 同单管板换热器相比,双管板换热器管程壳程间泄漏概率低得多;受力状况更好. 从结构看,双管板换热器采用固定管板式结构,管束不能抽出清洗.实际使用表明,采用机械胀管法制造的双管板换热器,可以满足使用要求. 1 双管板与单管板换热器结构比较双管板换热器采用固定管板结构,管束不能抽出清洗,单管板换热器可采用多种结构型式,管束可以抽出清洗.对于温差较大的双管板换热器,简体上可加装波纹膨胀节;而单管板换热器除可考虑简体上加装波纹膨胀节外,常采用浮头或 U 型管型式来补偿. 对于双管板换热器,存在二种设计理念的认识:一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合,设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀,供日常观察和内管板发生泄漏时排放,使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离.这是采用双管板结构型式的主要目的.

另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合,设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质,来减小管壳程间介质的压差.这和一般单管板换热器一样,不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏. 2 双管板与单管板换热器使用上的比较单管板换热器最常见.在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外,还会出现管板上的管口泄漏,以及焊接裂纹等.单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处.焊接收弧时气体未放干净,有砂眼. 双管板换热器具有内外双层管板,如果内管板管口泄漏,还有外管板防护. 双管板换热器筒体大法兰盘锥体小端与筒体结合部位于内外管板间形成的空腔外边上,空腔中无介质或介质压力很小.受力状况好于单管板换热器. 另外,双管板换热器压力试验要打 4 遍压(管程,两内管板之间的壳程,两侧内外管板之间的腔体),单管板换热器压力试验要打 2～3 遍压(管程,壳程或管程,壳程,小浮头). 3 制造的比较

换热器计算步骤..

第2章工艺计算 2.1设计原始数据 2.2管壳式换热器传热设计基本步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核（8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍 l （9）选取管长 N （10）计算管数 T （11）校核管流速，确定管程数 D和壳程挡板形式及数量等（12）画出排管图，确定壳径 i （13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。

2.3 确定物性数据 2.3.1定性温度由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。其壳程混合气体的平均温度为： t=420295 357.5 2 + =℃（2-1）管程流体的定性温度： T=310330 320 2 + =℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 2.3.2 物性参数管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】表2—2 壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】表2—3

双管板换热器制造工艺方案

双管板换热器制造工艺方案发表时间：2016-07-27T15:32:44.060Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：赵杰 [导读] 本文首先简单阐述了双管板换热器的设备结构特点，分析了结构材料质量控制。沈阳特种设备检测研究院辽宁沈阳 110035 摘要：本文首先简单阐述了双管板换热器的设备结构特点，分析了结构材料质量控制，研究了结构设计要点以及制造工艺，并在此基础上提出了几点注意事项。旨在完善双管板换热器制造模式，提升其使用安全性与稳定性。关键词：双管板换热器；结构设计；制造工艺一、设备结构特点：本头塔再沸器设备是大型管壳式双管板结构换热器，规格尺寸φ2300*14，换热面积：647.3m2。设计压力MPa（壳程/管程）： 0.981/FV/0.755/FV，工作压力MPa（壳程/管程）：0.588/0.108，设计温度℃（壳程/管程）214 /175，工作温度℃：壳程：170/163.3，管程：108.1/108.1，工作介质：壳程：蒸汽，管程：二氯乙烷（为中易燃、中度危害）。设备主材：换热管BFe30-1-1、内外管板16MnⅢ、设备法兰16MnⅡ、管壳程筒体、封头、膨胀节Q345R。为确保设备在设计要求下安全有效地运行，我公司在制造过程中采取了以下主要工艺措施，保证了产品质量。二、双管板换热器材料质量控制 1、按规定严格做好原材料、焊材、外购外协件的采购、检查、复验、验收、保管与发放、材料标记与移植等工作，以确保容器用材准确无误、具有可追溯性。 2、双管板换热器用管板、换热管、筒体、封头、法兰等主材及焊材，严格按图纸要求的材料向有信誉保证、合格的供应商采购及检验。白铜BFe30-1-1换热管应符合GB8890标准要求，其外径、壁厚允差按图样要求，管板、法兰16Mn锻件应符合JB4726-2000标准要求，Q345R钢板应符合GB713-2007标准要求。材料进厂后，由检查员对材料外观质量、标记、材质证明书等进行核对、检查、材料复验，经材料责任师确认，合格后方可入库。经检查合格的材料方可投入生产。三、双管板换热器的制造工艺方案本双管板换热器中筒体、封头、管板（内、外）制造、管束组装、壳体组装，换热管与内管板的强度胀及试压检漏、换热管与外管板的焊接与胀接是设备制造的关键和难点。 1、管板锻造与加工 16MnⅢ管板锻件选择有信誉保证的锻造厂家锻造，锻件符合JB4726-2000标准要求，锻件质量证明齐全，并具有合格证和监检证书。内外管板锻件经检查合格后，严格按图样要求进行加工。为保证管板与管板之间及与所有折流板管孔同心，采用数控钻孔加工，内外管板采取“预钻孔+扩钻孔+铰孔+划槽+铰孔去毛刺”加工工艺（外管板图样要求不划槽），确保管板孔径及公差、划槽尺寸和光洁度等符合图样要求。折流板采取“预钻+扩孔+倒角”加工工艺，达到图样要求。折流板在各管孔同心情况下（管孔加芯轴定位）进行立车加工外圆达图样要求（并考虑筒体实际内径尺寸）。为保证胀接质量，对于换热管与内管板强度胀，按液压胀需要的槽形尺寸（如内外管板13-9-8-9，深0.5-0.6），采用专用成型刀具加工胀接槽，保证槽形尺寸符合要求。管板按图样要求倒角（外管板管孔内侧倒角应适当加大以便于检漏），严格控制管板孔外侧倒角尺寸，以确保管头强度焊的焊接质量。加工后的管板、折流板进行除油、酸碱洗，检验合格后覆膜保护摆放，作好标识。 2、换热管与内管板强度胀接，与外管板焊接、胀接换热管与管板的联接质量直接关系到整台设备的质量及使用寿命，根据图样要求，要严格控制管子伸出长度、内管板强度胀接、外管板强度焊和贴胀的质量。（1）换热管与内管板强度胀接为便于换热管与内管板的强度胀试压检漏、换热管与外管板接头先只点固焊接。为减少胀管时冷作硬化产生应力腐蚀裂纹以及为保护换热管内表面不受损伤或污染，与内管板强度胀采用液袋式液压胀接。制定胀接工艺，由操作熟练的胀管工严格按胀接工艺要求胀接，严格控制胀接参数，不得欠胀和过胀。（2）换热管与内管板强度胀接试压检漏换热管与内管板强度胀接试压检漏是胀接质量检查的关键环节，为能准确检查出漏点，对于这台大直径设备无法直接检查到漏点，因为双管板之间积液腔已封闭。在卧置状态进行壳程气水混合试验，即壳程装一半水进行通压缩空气进行0.98MPa气密试验，在双管板之间的排气口接软管插如平静的水面下进行泄漏检查，采取排除法进行漏点检查。如果水面下有气泡产生，说明壳程上半部气腔的内管板胀接接头有漏点，通过逐渐旋转壳体来确定是哪一排换热管有漏点。对发现有漏点的一排管内管头进行补胀直到气密检查合格为止。通过实际检验，还是比较容易检查到有漏点的一排管，通过补胀达到所有内管板接头没有任何渗漏。（3）换热管与外、内管板焊接、胀接换热管与外、内管板焊接、胀接工序顺序：管头第1遍焊接→内管板密封强度胀→外管头第2遍焊接→壳程水压、气密试验→通过积液腔气密检查内管板接头→对积液腔做气密检查外管接头→外管头贴胀→外管头100%渗透检测→积液腔水压试验。在外管头贴胀正式胀接前，通过试验确定合理的贴胀长度、胀接压力和胀接时间等胀接参数，保证贴胀其拉脱强度不低于1MPa。制定胀接工艺，由操作熟练的胀管工严格按胀接工艺要求胀接，严格控制胀接参数，不得欠胀和过帐。换热管与管板焊接采用手工氩弧焊。 3、焊接工艺要点（1）焊接环境：焊接应在清洁、干燥的环境中进行，温度应在15℃以上。严禁在含铁等灰尘的空气中施焊。焊工技术：焊工应是焊接技能好，焊接质量一贯稳定的熟练焊工。焊工在施焊中应穿戴干净的皮手套和干净洁白的帆布工作服，穿绝缘工作鞋。