浮头式换热器结构的设计
浮头式换热器设计原油 柴油
1．设计任务书1.1设计题目列管式换热器(原油预热器)的设计1.2操作条件某炼油厂用柴油将原油预热。
柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取 1.72×10-4m2.K/W，要求两侧的阻力损失均不超过53.0 Pa。
101、查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；2、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3、根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；4、以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
目录1.设计任务书 (3)2.概述 (5)3.设计标准 (7)4.方案设计和拟订 (8)5.设计计算 (12)6.参考文献 (22)7.附录 (23)8.设计小结 (29)9．CAD图 (32)1.概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。
列管式换热器是最典型的管壳式换热器，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。
列管式换热器有以下几种：1）固定管板式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。
特点：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。
2）U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。
并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。
浮头式换热器的设计
浮头式换热器的设计一、结构设计1.管束：由多根管子组成，一般采用导热性能好、抗腐蚀性强的材料，如不锈钢、铜合金等。
2.壳体：壳体通常由圆筒形成，材料通常选用碳钢、不锈钢等。
3.浮头：浮头可以移动，其作用是分离进出口两种介质，便于维修和清洗。
浮头由盖板、支撑节、密封垫片等部分组成，密封垫片既保证了浮头与壳体之间的密封性，又使浮头能够自由上下移动。
4.支撑件：支撑件用于支撑管束，保证其在壳体内的稳定性和均衡分布。
5.端面密封件：端面密封件用于保证管束与壳体之间的密封，常见的有O形圈、金属防喷卡环等。
6.进出口管道：进出口管道用于引入和排出介质，尺寸和位置需根据实际需要进行设计。
二、工作原理具体过程如下：1.高温介质进入换热器的壳体，通过管堂进入管束内部，经过管束与壳体之间的热量传递，从而使介质温度降低。
2.低温介质进入壳体，在管束外部流动，通过壳体与管束之间的传热，使介质温度升高。
3.热量通过管束和壳体之间的传导、对流和辐射传给低温介质，完成热量传递过程。
三、选型在设计浮头式换热器时，需要根据实际工艺条件和要求进行选型。
首先，确定所需换热功率和介质的工艺参数，如温度、流量等。
然后，根据换热器的结构和材料要求，选择合适的规格和型号。
关键的选型参数包括管子的直径、管程壳程的流通方式、壳程与管程之间的布置方式和导热面积。
此外，还要考虑换热器的可靠性、耐腐蚀性和维修便利性等因素，以确保换热器在运行期间的稳定性和长期效益。
四、运行维护1.定期清洗：定期清洗管束和壳体的内表面，清除污垢和沉积物，以保证换热效果。
2.定期检查：定期检查管束和壳体的密封状况，确保密封件的完整性和可靠性。
3.检修：在必要时，对浮头、支撑件和端面密封件进行检修或更换，以保证其正常运行。
4.防腐保温：根据介质的特性和工艺要求，对换热器进行防腐处理和保温处理，延长使用寿命。
总结：浮头式换热器是一种常见的热交换设备，其结构设计合理、工作原理清晰。
浮头式换热器结构设计及应力分析
压力容器焊接工艺
• 焊接工艺评定 • 焊接材料 • 焊接接头分类 • 焊接坡口 • 施焊环境 • 预热 • 焊接要求 • 后热 • 焊缝返修
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应力分析
• 定义工作文件名及工作标题 • 定义材料属性及单元类型 • 建立几何模型 • 划分有限单元网格 • 施加约束条件 • 施加载荷 • 求解与结果分析
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结构设计
浮头设计
浮头是浮头式换热器内的重要构件，所 谓浮头指的是换热器两端的管板一个是固定 的，一个是浮动的 ；管束可以从壳体内抽出 来，便于清洗；管束的热变形不会受到壳体 的约束，因此消除了热应力。 但浮动管板处 容易泄露，因此密封性要求较高。 钩圈是浮头内的重要部件，为对开式结 构。此处设计的是深钩圈。材料为16MnR。
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结构设计
壳程结构设计
折流板可提高壳程介质流速，强化传热 效率 ，还具有支撑管束的作用 。 拉杆和定距管是用来固定折流板的。 挡管避免产生管间短路（管间短路对传 热效率的影响较大）。
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结构设计
滑道是为了防止管束在抽出或装入壳体 时折流板损坏。 浮头式换热器为了减少短路，强化传热， 在壳程两端的进出口增设内导流筒。 排气液口试为了回收或排除介质、空气 及凝液。
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结构设计
浮头封头为带法兰的球冠形封头，材 料为20号钢，尺寸结构如图：
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结构设计
管板设计
设计中共有两个管板，一侧为固定 管板，另一侧为浮头管板。管板一般 采用低合金钢锻造，此处管板材料为 16MnR ，固定管板厚度为60mm ，浮 头管板厚为62mm。 管板上管孔加工时要保证孔的位 置及尺寸精度。
浮头式换热器
大学《化工原理》课程设计学院：河南城建学院班级：1024091学号：姓名：程少龙指导教师：李鹰时间：2011 年 12月28 日1.设计任务书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。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
浮头式换热器的结构设计透析
浮头式换热器的结构设计透析本文主要介绍了浮头式换热器的结构特点、工作原理及使用寿命所影响的因素，同时也对浮头部分做了具体的设计与结构的阐述。
标签：浮头式冷却器；浮头结构特点；浮头设计计算0 引言换热器是广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的一种通用设备。
在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器是用得最为广泛的一种换热设备类型。
管壳式换热器制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压，虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位金属消耗方面无法与板式或板翅式换热器相比，但它由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油、能源等行业的应用中仍处于主导地位。
其它的结构一般是把管子与管板连接，再用壳体固定。
它的型式大致分为固定管板式，釜式浮头式，U型管式，滑动管板式、填料函式及套管式等几种，其中浮头式换热器受到广泛的应用主要特点是浮头端，其实形式可分为填料函式、钩圈式、带有套环的填料函式三種：①填料函式浮头是为解决温差膨胀而设计的。
②钩圈式浮头中，管板夹在可拆卸的部分环和盖板之间。
③带有套环的填料函浮头，其套环填料由后端封头的螺栓压紧，管束与壳体之间的间隙比较小。
现在要介绍的就是钩圈式浮头换热器。
1 浮头式换热器结构特点1.1 浮头的结构浮头式换热器，两端管板中有一端是两个容器法兰对夹式连接的，另一端可相对管板自由移动，这端称为浮头。
浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，结构是可以拆连接。
管束可从对夹式容器法兰那侧抽出（也有设计成不可拆的），这种结构的好处在于管束与壳体不受热变形的约束，更不会产生热应力，相对来说为检修、清洗提供了方便。
在钩圈与浮头法兰依靠凹凸密封面配合，之间钻孔并套丝或焊设多个螺柱均布，分程隔板与浮头法兰密封面相通并位于同一端面并且管板凹面相匹配，该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖。
其法兰螺孔与浮头管板的螺孔或螺柱相组配，用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型与浮头法兰凹型槽及分程凹槽及其垫片，该结构必要时可适当加在浮头自由端那部分管板的厚度，和直径及圆筒的内径，可根据热力计算确定流速来其调整。
《浮头式换热器》课件
智能化控制技术
利用物联网、大数据和人工智能 等技术手段，实现换热器的智能 化控制和远程监控，提高设备的 运行效率和安全性。
环保节能技术
推广和应用环保节能技术，降低 换热器的能耗和排放，满足日益 严格的环保要求。
市场前景
市场需求
随着工业生产和能源利用的不断发展，对高 效、环保、节能的换热设备需求不断增加， 浮头式换热器作为常用的换热设备之一，具 有广泛的市场需求。
市场前景
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，浮 头式换热器市场将保持稳定增长，未来市场 前景广阔。同时，市场竞争也将日益激烈， 企业需要加强技术创新和品质管理，提高产 品竞争力。
THANKS.
浮头式换热器的设
03
计与选型
设计要点
结构稳定性
浮头式换热器应具备足够的结构稳定性，能 够承受内部压力和外部载荷。
高效传热
设计时应考虑采用高效的传热元件和结构， 以提高换热效率。
流体动力学性能
应优化流道设计，减少流体阻力，提高流体 的流动性。
材料选择
根据使用条件选择合适的材料，确保设备的 耐腐蚀、耐高温和长期稳定性。
工作原理
总结词
浮头式换热器的工作原理及传热过程
详细描述
浮头式换热器通过加热或冷却管束内的流体，使管束内的流体与外部的流体进行热量交换。热量通过管壁传递给 外部的流体，从而实现热量的传递。浮头式换热器的设计使得其能够适应不同的操作条件和流体特性，具有较高 的传热效率和较小的体积。
结构组成
总结词
浮头式换热器的结构组成及各部分的作用
《浮头式换热器》PPT 课件
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换热器试压方案(4篇)
换热器试压方案一、浮头式换热器的概述浮头式换热器的一端管板是固定的。
与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连。
活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种流体混合。
浮头式换热器适用于冷热流体温差较大(一般冷流进口与热流进口温差可达110℃)，介质易结垢需要清洗的场合。
二、浮头式换热器的总体结构三、浮头式换热器的特点1、浮头式换热器的优点(1)管束可以抽出，以方便清洗管、壳程。
(2)介质间温差不受限制。
(3)可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450°，压力小于等于____mpa。
(4)可用于结垢比较严重的场合。
(5)可用于管程易腐蚀场合。
2、浮头式换热器的缺点(1)小浮头易发生内漏。
(2)金属材料耗量大，成本高____%。
(3)结构复杂。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
四、浮头式换热器的导流结构为使壳程进口段管束充分传热，浮头式换热器可采用内导流或外导流结构。
1、内导流浮头式换热器内导流筒换热器是在换热器的壳程筒体内设置了内导流筒使换热器的前或后端未加导流筒前难以利用换热的换热管得以充分利用，从而增大换热器的有效换热面积。
2、外导流浮头式换热器外导流式换热器是在原换热器的壳程筒体上增加一个放大筒节用以扩散壳程流体，并使流体从换热器壳程的两端进入壳程，从而避免了在换热器布管时考虑布管弓形的高，而使增加了同规格上换热器的布管数目并有效利用了换热器前后端的换热管从而增大了有效换热面积。
换热器试压方案（二）【关键词】换热器____【论文摘要】依据：《石油化工换热器设备施工及验收规范》sh3532-95《中低压化工设备施工与验收规范》hgj209-83《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》gb50236-98《石油化工施工安全规程》sh3505-99换热器设备装配图；业主提供的施工程序文件；一、依据：《石油化工换热器设备施工及验收规范》sh3532-95《中低压化工设备施工与验收规范》hgj209-83《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》gb50236-98《石油化工施工安全规程》sh3505-99换热器设备装配图；业主提供的施工程序文件；二、施工工艺程序：三、方法：1、施工准备：1-1、施工现场的“三通一平”已具备，设备基础已中交合格；1-2、施工方案已编制，并已审批；1-3、施工所需的机具、人员已经到位；1-4、所有用于测量的仪器已进行校核，并在使用合格周期内。
浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)
目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2二、结构设计-------------------------------------------------------------51、管径及管长的选择---------------------------------------------------52、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------53、筒体内径确定-------------------------------------------------------54、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------65、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------76、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------77、外头盖结构设计-----------------------------------------------------88、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------89、管箱结构设计-------------------------------------------------------810、管箱结构设计------------------------------------------------------811、垫片选择----------------------------------------------------------912、折流板------------------------------------------------------------------------------------------913、支座选取----------------------------------------------------------1014、拉杆的选择--------------------------------------------------------1315、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------1316、防冲板------------------------------------------------------------1317、设备总长的确定----------------------------------------------------1318、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------1419、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14三、强度计算--------------------------------------------------------------141、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------142、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------153、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------164、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------165、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------166、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------177、固定管板计算-------------------------------------------------------188、无折边球封头计算 --------------------------------------------------199、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20四、设计汇总-----------------------------------------------------21五、设计体会--------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------22设计题目：浮头式换热器工艺参数：管口表：符号公称直径（mm）管口名称a 130 变换气进口b 130 软水出口c 130 变换气出口d 130 软水进口e 50 排尽口设备选择原理及原因：浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。
斧头式换热器设计(有全套图纸)
摘要本设计为浮头式换热器设计；设计参考的前提是常减压装置减一中的工艺条件，根据装置工艺条件选择具体的流量、温度、压力等参数。
浮头式换热器的主要特点是管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管内。
管束可以在其奥体内自由伸缩，不会产生热应力。
但是结构复杂，造价高，制造安装要求高。
浮头式换热器是由管箱、筒体、管板、封头、折流板、换热管等零部件组成，根据换热管材料、尺寸、管数、管程压力、管壁温度、管程数以及壳体材料、内径、厚度、壳程压力、温度等条件下确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量、折流板的布置情况和确定换热器的结构尺寸。
根据已知的工作状况，选定换热器所在的化工工艺过程，从而根据工艺条件，以确定换热器内介质的物性参数；根据工艺结构尺寸结合已知条件，进一步计算换热器结构参数；最后进行换热器核算。
关键词：换热器；折流板；管板；管箱；换热管；封头AbstractThis design for floating head type heat exchanger design; The design reference premise is often the de compressor reduces a center the craft condition, according to equipment craft condition parameter and so on choice concrete current capacity, temperature, pressure.The floating head type heat exchanger's main feature is the control can extract from the shell, is advantageous for clean between the tube and in the tube. The control can expand in the shell freely, and don’t have heat stress. But the structure of the exchanger is complex, the construction cost is high, the manufacture and installation requests high.The floating head type heat exchanger is by the tube box, the tube body, the tube plate, heat pipe spare part and so on seals, the baffle, trades is composed, according to the heat transfer tube material, the size, the tube number, the tube regulation pressure, the pipe wall temperature, the tube as well as condition and so on under shell material, inside diameter, thickness, shell regulation pressure, temperature determines the tube plate thickness, the baffle shape, the size and the quantity, the baffle arrangement situation and definite heat exchanger structure size.According to the known working condition, designated the heat exchanger is at chemical industry technological process, thus the basis craft condition, determines in the heat exchanger the medium natural parameter; According to the craft structure size union datum, further calculates the heat exchanger design parameter; Finally carries on the heat exchanger calculation.Keywords:Heat interchanger; Baffle; Tube plate; Tube box; Trades the heat pipe; Seals the head目录1.绪论 (4)1.1 换热器在工业中的应用 (4)1.2换热器的分类..................................... 错误！未定义书签。
1.浮头换热器设计统一要求
浮头换热器设计统一要求1.内导流筒（或防冲板）2.设计参数：管、壳程设计温度Ts=200℃；公称压力PN2.5，设计压力2.4；接管法兰公称压力4.0，标准HG/T20592焊接接头系数：0.85；C2=3；保温厚度：80；基础高度：3003.DN1400以上为4管程；其余2管程，1壳程4.换热管：φ25x2.5、管间距：32、转角正方形排列、管长6m/4.5m；换热管：φ19x2、管间距：25、转角正方形排列、管长6m/4.5m；5.折流板间距：300；缺口上下布置；折流板缺口采用最小弦高（0.2DN）并圆整至排管处6.管箱：B型7.法兰：管箱、管箱侧、外头盖均为凹面；外头盖侧凸面8.缠绕垫片：JB/T4719-92 0Cr19Ni9+柔性石墨；螺柱：JB/T4707-2000，浮头螺柱40Cr，其余40MnB、本设计采用B型中间（光杆）缩径；螺母：GB/T6175-2000 35#（正火）9.管束尾部设置环形支持板（可与折流板等厚），布置不开时可以不设；根据需要考虑设置防短路机构（水平隔板槽不设档管）；10.管板、折流板排管图可按VCAD软件然后加以调整11.总图图纸名称示例：浮头式换热器BES1200-2.5-380-6/25-2Ⅱ装配图图号：DN400 DN600 DN800 DN1000 DN1200 DN1400 DN1600 DN1800 FH025 FH085 FH151 FH202 FH256 FH282 FH292 FH3181、FHxxx-1-1 换热管径19、管长6m时的图号2、FHxxx-2-1，换热管径25、管长6m时的图号12.其余要求按JB/T4714标准13.图面布置按参考图14.最终文件：计算书、全套图纸、目录15.自然参数：地震设防烈度：7、分组：I、场地土：II、基本加速度：0.1g、基本风压：500Pa、地面粗糙度：B16.管箱采用整体补强，壳体采用补强圈补强17.换热管：10#（GB/T8163-2008）；II级管束；18 .管口公称直径（四个管口相同）：设备DN400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800管口100 150 200 250 300 350 400 45019. 主体材料：Q345R；内件结构用材料：Q235A20．型号的标注（如排不出标准参数中的管子数）：注：1.本套图不要求按比例（利于以后的图在本图面上修改设计）2.图面颜色、线形以参考图为准，字体按要求修改。
浮头式换热器课程设计说明书
浮头式换热器课程设计说明书(共25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.方案确定选择换热器的类型浮头式换热器：主要特点是可以从壳体中抽出便于清洗管间和管内。
管束可以在管内自由伸缩不会产生热应力。
换热面积的确定根据《化工设备设计手册》选择传热面积为 400m 2换热管数N 的确定我国管壳式换热器常用碳素钢、低合金钢钢管，其规格为φ19× 2、φ25× 、φ32× 3、φ38 × 3、φ57 × 等，不锈钢钢管规格为φ19 × 2、φ25 × 2、φ32 × 2、φ38 × 、φ57 × 。
换热管长度规格为、、、、、、、、等。
换热器换热管长度与公称直径之比，一般在 4～25 之间，常用的为 6～10。
管子的材料选择应根 据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。
选用32×3mm 的无缝钢管，材质为 0Cr18Ni9，管长为 6000mmn=A/πd 0L 3-5式 3-5：n —换热管数 A —换热面积m 2 d0—换热管外径mm L —换热管长度mm故 -3-3400n==6133.1432600010⨯⨯10⨯⨯根表拉杆直径 /mm表拉杆数量换热器公称直径DN/mm400＜d400≤d＜700700≤d＜900900≤d＜2600 44810拉杆需 10根。
换热管的排布与连接方式的确定换热管排列形式如图所示。
换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转正三角形、转三角形。
正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用的最为广泛，但管外不易清洗。
为便于管外便于清洗可以采用正方形或转正方形的管束。
换热管中心距要保证管子与管板连接时，管桥有足够的强度和宽度。
管间需要清洗时还要留有进行清洗的通道。
换热管中心距宜不小于倍的换热管的外径。
浮头式换热器结构
在凹型和梯型凹槽之间钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，设浮头法兰为凸型和梯型凸台双密封，分程隔板与梯型凸台相通并位于同一端面的宽面法兰，且凸型和梯型凸台及分程隔板分别与浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相对应匹配，该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖，其法兰螺孔与浮头管板的丝孔或螺杆相组配，用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其垫片，该结构必要时可适当加大浮头管板的厚度和直径及圆筒的内径，同时相应变更加大相关零部件的尺寸；另配置一无外力辅助钢圈，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面凹型或梯型密封面连接并密封，另一端设法兰或其他结构与浮头管板原凹型槽及其垫片或外圆密封。
优缺点:优点（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。
缺点（1）小浮头易发生内漏；（2）金属材料耗量大，成本高20%；（3）结构复杂制造工艺:选取换热设备的制造材料及牌号，进行材料的化学成分检验，机械性能合格后，对钢板进行矫形，方法包括手工矫形，机械矫形及火焰矫形。
备料－－划线－－切割－－边缘加工（探伤）－－成型－－组对－－焊接－－焊接质量检验－－组装焊接－－压力试验特点:浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场能看出来。
这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。
其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。
浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。
浮头式换热器设计说明书
浮头式换热器设计说明书摘要本设计说明书是关于浮头式换热器的设计，主要是进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。
设计的前半部分是工艺计算部分，主要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而进行换热器的选型，校核传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算。
设计的后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、钩圈、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。
关于浮头式换热器设计的各个环节，设计说明书中都有详细的说明。
浮头式换热器：其结构如图2所示。
管子一端固定在一块固定管板上，管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，用螺栓连接；管子另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹持在用螺柱连接的浮头盖与钩圈之间，形成可在壳体内自由移动的浮头，故当管束与壳体受热伸长时，两者互不牵制，因而不会产生温差应力。
浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于检修。
由上述特点可知，浮头式换热器多用于温度波动和温差大的场合，尽管与固定管板式换热器相比其结构更复杂、造价更高。
1.1设计任务根据给定的工艺设计条件，此设计为无相变热、冷流体间换热的浮头式换热器设计任务。
1.2总体设计①确定结构形式。
由于介质换热温差较大，因此选用浮头式换热器。
②合理安排流程。
安排冷的污水走壳程，处理过的热清水走管程。
1.3热工计算①原始数据○2定性温度与物性参数○3物料与热量恒算○4有效平均温差○5初算传热面积○6换热器结构设计○7管程传热与压降○8壳程传热与压降结构设计与强度设计1)换热流程设计：采用壳程为单程、管程为单程的结构型式.2)换热管及其排列方式:采用的无缝钢管，材料为2520钢，热管排列方式为三角形排列，如图所示，共101根。
另外6根拉杆,共排列107根。
化工机械与设备课程设计浮头式换热器的机械设计.doc
化工机械与设备课程设计浮头式换热器的机械设计化工机械与设备课程设计题目浮头式换热器的机械设计系别化学材料与工程系班级姓名学号组别组员教师日期化工设备机械课程设计任务书1、设计题目浮头式换热器的设计2、设计目的在给定工艺条件与化工原理设计的基础上,把所学相关专业知识综合运用,巩固和强化有关机械课程的基本理论和基础知识。
3、设计任务参数名称壳程管程设计压力（MPa）1.8 1.0 操作压力（MPa）0.25 0.2 设计温度（℃）170 90 操作温度（℃）125/70（进口/出口）25/40（进口/出口）流量（Kg/h）25000 - 物料（-）间二甲苯溶液水程数（个）1 自定4、设计内容1.根据传热参数进行换热器的选型和校核； 2.对换热器主要原件进行结构设计和强度和强度校核，包括筒体、前端封头管箱、外头盖、封头、法兰、管板、支座； 3.设计结果汇总； 4.设计装配图和重要的零件图 5.设计评述5、人员安排2-3人一组6、进度安排第1-2天内查找资料，完成概述等相关撰写，第3-4天完成主体设计计算，第5-6天提交文字说明并绘制。
目录第1章概述1 第2章工艺计算3 2.1设计条件3 2.2核算换热器传热面积3 2.2.1初算换热器传热面积3 2.2.2校核平均温差6 2.2.3校核换热面积7 2.3压力降的计算7 2.3.1管程压力降7 2.3.2壳程的压力降8 2.4换热器壁温计算9 2.4.1换热管壁温计算9 2.4.2圆筒壁温的计算10 2.5本章小结10 第3章换热器结构设计与强度计算11 3.1壳体与管箱厚度的确定11 3.1.1壳体和管箱材料的选择11 3.1.2圆筒壳体厚度的计算11 3.1.3管箱厚度计算11 3.2开孔补强计算13 3.2.1壳体上开孔补强计算13 3.2.2外头盖开孔补强计算14 3.3换热管16 3.3.1换热管的排列方式16 3.3.2布管限定圆16 3.3.3排管16 3.3.4换热管束的分程17 3.3.5换热管与管板的连接17 3.4管板设计18 3.4.1管板与壳体的连接18 3.4.2管板计算18 3.4.3管板重量计算23 3.5折流板24 3.5.1折流板的型式和尺寸24 3.5.2折流板排列24 3.5.3折流板的布置24 3.5.4折流板重量计算25 3.6法兰与垫片25 3.6.1固定端法兰与垫片26 3.6.2外头盖法兰与浮头垫片27 3.6.3接管法兰型式与尺寸28 第4章换热器的安装、试车与维修29 4.1安装29 4.1.1场地和基础29 4.1.2安装前的准备29 4.1.3地脚螺栓和垫铁29 4.1.4其他要求29 4.2试车29 4.3维护29 总结30 参考文献31 第1章概述换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
列管式换热器的设计---浮头式换热器讲解
化工原理课程设计设计题目：列管式换热器的设计选型班级：生物工程专业2010级本科班指导教师：蒋玉梅李霁晰学生：贾滔设计时间：2012.05.25~2012.06.02甘肃农业大学食品科学与工程学院二O一二年五月化工原理课程设计任务书1.1.化工原理课程设计的重要性化工原理课程设计是学生学完基础课程以及化工原理课程以后，进一步学习工程设计的基础知识，培养学生工程设计能力的重要教学环节，也是学生综合运用化工原理和相关选修课程的知识，联系生产实际，完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。
通过这一环节，使学生掌握单元操作设计的基本程序和方法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选用公式和数据，运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学生养成尊重实际问题向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风，提高学生综合运用所学的知识，独立解决实际问题的能力。
1.2.课程设计的基本内容和程序化工原理课程设计的基本内容有：1、设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、主要设备的工艺计算：物料衡算、能量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
3、辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。
4、工艺流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备与辅助设备的物料方向、物流量、主要测量点。
5、主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
6、编写设计说明书：可按照以下几步进行：⒈课程设计准备工作①有关生产过程的资料；②设计所涉及物料的物性参数；③在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法；④设备设计的规范及实际参考图等。
⒉确定设计方案⒊工艺设计计算⒋结构设计⒌工艺设计说明书⑴封面：课程设计题目、学生班级及姓名、指导教师、时间。
⑵目录⑶设计任务书⑷概述与设计方案的简介⑸设计条件及主要物性参数表⑹工艺设计计算⑺辅助设备的计算及选型⑻设计结果汇总表⑼设计评述⑽工艺流程图及设备工艺条件图⑾参考资料⑿主要符号说明以上即为我们在课程设计中所涉及的主要内容。
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毕 业 设 计 说 明 书
设计 Q 扣 1：1459919609 Q 扣 2：1969043202 学 专 题 院： 业： 目：
浮头式换热器的设计
指导教师：
职称: 职称:
20**...................................................................................................................................................... 21 前言..................................................................................................................................................................... 1 1 热力计算......................................................................................................................................................... 1 1.2 定性温度和物性参数计算.......................................................................................................................2 1.3 初选结构...................................................................................................................................................2 1.4 管程换热计算及流量计算.......................................................................................................................3 1.5 壳程换热计算...........................................................................................................................................4 1.6 传热系数...................................................................................................................................................5 1.7 管程压降...................................................................................................................................................6 1.8 壳程压降...................................................................................................................................................7 1.9 压强校核...................................................................................................................................................8 2 结构设计......................................................................................................................................................... 9 2.1 换热流程设计...........................................................................................................................................9 2.2 管子和传热面积.......................................................................................................................................9 2.3 管子排列方式...........................................................................................................................................9 2.4 壳体.........................................................................................................................................................10 2.5 管箱......................................................................................................................................................... 11 2.5.1.封头.................................................................................................................................................. 11 2.5.2.箱壳.................................................................................................................................................. 11 2.6 固定管板................................................................................................................................................. 11 2.7 分程隔板.................................................................................................................................................12 2.7.1 管程分程隔板..................................................................................................................................12 2.7.2 壳程分程隔板..................................................................................................................................12 2.8 折流板.....................................................................................................................................................12 2.9 拉杆.........................................................................................................................................................13 2.10 进出口管...............................................................................................................................................13 2.10.1.管程进出管....................................................................................................................................13 2.10.2.壳程进出口管................................................................................................................................14 2.11 浮头箱................................................................................................................................................... 14 2.12 浮头.......................................................................................................................................................14 2.13 补强圈...................................................................................................................................................15 2.14 法兰.......................................................................................................................................................15 2.14.1 法兰密封面的型式........................................................................................................................15 2.14.2 壳体法兰........................................................................................................................................16 2.14.3 接管法兰........................................................................................................................................16