固定管板式换热器
固定管板式换热器型式与基本参数
【固定管板式换热器型式与基本参数】【导读】换热器作为石油、化工、电力等工业生产中常用的热交换设备，承担着热能的传递和交换任务。
在众多换热器型式中，固定管板式换热器因其结构简单、制造安装方便、适用范围广泛等特点而备受关注。
本文将对固定管板式换热器的型式与基本参数进行深入探讨，以帮助读者全面理解和掌握这一重要的工业设备。
【1】描述固定管板式换热器的结构固定管板式换热器，是指换热管束和管板为一个整体且不可拆卸，且支撑件与壳体之间是固定的结构。
其主要结构包括壳体、管板、管束、管束固定件等部件。
管束通过管板固定在换热器的两端，实现热媒的交换。
【2】分析固定管板式换热器的型式固定管板式换热器通常分为单级和多级两种型式。
单级换热器适用于对热媒温差要求不高的场合，而多级换热器则适用于热媒温差较大的场合，其优势在于能够有效利用热能。
【3】展示固定管板式换热器的基本参数固定管板式换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度等。
其中，换热面积是衡量换热器换热性能的重要指标，设计压力和设计温度则直接关系到设备的安全运行。
【4】总结与回顾通过本文的介绍，读者了解了固定管板式换热器的结构、型式和基本参数。
在实际工程应用中，根据不同的工艺条件和要求，选择合适的固定管板式换热器至关重要。
为了确保换热器的安全稳定运行，我们还需要仔细考虑和掌握其设计参数，从而实现高效的热能传递和利用。
【5】个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我个人认为固定管板式换热器在工业生产中具有非常重要的地位。
其结构简单、可靠性高，在石油、化工等行业的热能传递中发挥着不可替代的作用。
然而，在选择和使用固定管板式换热器时，我们需要充分了解其型式和参数，才能确保其安全、高效地运行。
通过今天的阅读，希望读者已经对固定管板式换热器的型式与基本参数有了更深入的理解。
在今后的工作中，希望大家能在实践中不断积累经验，提高对这一重要设备的运用水平。
【感谢您的阅读，如果对固定管板式换热器还有任何疑问，欢迎交流讨论。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器是一种常见的热交换设备，用于实现液体或气体之间的换热。
它由一系列固定板和管组成，通过热传导和流体流动实现换热。
在设计固定管板式换热器时，需要考虑多个因素，包括换热器的尺寸、材料选择、流体流动方式和传热效率等。
换热器尺寸的设计是非常重要的，它需要考虑到操作条件、流体性质和换热要求等因素。
首先，需要确定换热器的热负荷，即需要传递的热量。
这可以通过计算换热介质的流量和温度差来确定。
然后，需要根据流体的物理性质和处理工艺的要求来确定管道的直径和长度。
还需要考虑到管道的材料和壁厚，以确保换热器的强度和耐腐蚀性。
材料选择是设计固定管板式换热器时必须考虑的关键因素之一、流体的性质和处理工艺的要求将决定所选材料的类型。
一般来说，换热器需要使用耐腐蚀性能较好的金属材料，如不锈钢、钛合金或镍合金。
这些材料具有优异的耐腐蚀性和热传导性能，可以保证换热器的稳定运行和长寿命。
流体的流动方式对固定管板式换热器的设计和性能有着重要的影响。
常见的流动方式有串行流动和并行流动。
在串行流动中，冷却介质和加热介质依次流经每个管道，产生较大的温度差，提高传热效率。
而在并行流动中，冷却介质和加热介质在各自的管道中平行流动，温度差较小，但流动阻力较小。
在设计过程中，需要综合考虑流体流动方式和传热效率，选择适当的布局方式。
传热效率是固定管板式换热器设计的关键指标之一、传热效率受到多个因素的影响，包括流体的流速、温度差、换热面积和传热系数等。
为了提高传热效率，可以采取一些措施，如增加换热面积、增大换热器的流速或优化流体流动方式。
此外，还可以通过增加换热器的传热系数，如增加表面的粗糙度或使用传热增强器等来提高传热效率。
在设计固定管板式换热器时，还需要考虑到其他一些因素，如换热器的密封性能、安装维护的便捷性和成本等。
密封性能是确保换热器正常运行的重要因素之一，需要选择适当的密封材料和密封方式。
安装维护的便捷性可以减少操作和维护的成本，提高设备的可靠性和可用性。
四管程固定管板式换热器设计
四管程固定管板式换热器设计
在四管程固定管板式换热器的结构设计中，关键的参数包括板的间距、导流板的宽度以及进出口的位置等。
其中，板的间距可以根据流体的流量
和传热强度进行选择，一般来说，板间距越小，传热效果越好。
而导流板
的宽度则可以根据流体的特性来确定，以达到流体均匀分布的目的。
进出
口的位置则需要根据流体的流向和流速进行合理安排，以确保流体能够均
匀进出，并减小压力损失。
在四管程固定管板式换热器的应用中，最常见的是用于两种介质之间
的换热。
例如，常用于石油化工领域的热水和原油之间的换热。
此外，四
管程固定管板式换热器还可以用于液体与气体之间的换热，如空气与水蒸
汽之间的换热，以及流体与固体之间的换热等。
总的来说，四管程固定管板式换热器是一种设计灵活、换热效率高的
换热设备。
通过合理的设计原理和结构设计，可以使得换热器具有更好的
热量平衡和流阻平衡性能。
在实际应用中，它可以广泛应用于各种工业领域，提高生产效率和产品质量。
固定管板式换热器工作原理
固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热，将热量传递到管道中的流体中，以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器，流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中，实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面，吸收热量，以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时，会形成流场，其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式，可以优化流场，使流体在换热器内部均匀流动，从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态，实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点：1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理，能够保证管道布置合理，使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器，固定管板式换热器能够实现高效的热量传递，热交换效率高，能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单，维护方便，能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换，包括液体、气体等不同形式的流体，适用范围广泛，适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点，是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解，可以更好地应用于工业生产实践中，提高生产效率和资源利用率。
四种换热器的结构特点及优缺点
四种换热器的结构特点及优缺点3、四种换热器的结构特点及优缺点。
（1）固定管板式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。
两端管板均固定，可以是单管程或多管箱，管束不可拆，管板可延长兼作法兰。
优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。
缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
（2）浮头式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
结构特点：一端管板与壳体固定，另一端管板（浮动管板）与壳体之间没有约束，可在壳体内自由浮动。
只能为多管程，布管区域小于固定管板式换热器，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
优点：不会产生温差应力，浮头可拆分，管束易于抽出或插入，便于检修和清洗。
缺点：结构较复杂，操作时浮头盖的密封情况检查困难。
（3）U形管式换热器组成：管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：只有一个管板和一个管箱，壳体与换热管之间不相连，管束能从壳体中抽出或插入。
只能为多管程，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
总重轻于固定管板式换热器。
优点：结构简单，造价较低，不会产生温差应力，外层管清洗方便。
缺点：管内清洗因管子成U形而较困难，管束内围换热管的更换较困难，管束的固有频率较低易激起振动。
（4）填料函式换热器组成：管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点：一侧管箱可以滑动，壳体与滑动管箱之间采用填料密封。
管束可抽出，管板不兼作法兰。
优点：填料函结构较浮头简单，检修清洗方便；无温差应力，（具备浮头式换热器的优点，消除了固定管板式换热器的缺点）。
缺点：密封性能较差，不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计摘要固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、能源、冶金等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的基本原理、设计方法以及注意事项，以帮助工程师们更好地进行换热器的设计。
1. 引言换热器是工业生产中常见的设备之一，用于在不同流体之间进行热交换。
固定管板式换热器由许多平行管道和固定的平板组成，流体通过管道与平板交换热量。
固定管板式换热器具有结构简单、换热效率高的优点，因此在工程实践中被广泛采用。
2. 基本原理固定管板式换热器的基本原理是将两种不同温度的流体分别通过管道和平板，使其在接触的过程中进行热量传递。
其中，管道中的流体称为管侧流体，平板上的流体称为壳侧流体。
管侧流体和壳侧流体之间的热量传递通过壳管之间的壁薄传导、对流传热和辐射传热三种方式进行。
3. 设计方法固定管板式换热器的设计需要考虑多个因素，包括流体特性、传热系数、温差、压降等。
下面将介绍设计固定管板式换热器的基本步骤：3.1 确定换热面积换热面积是固定管板式换热器设计中的重要参数，一般需要根据具体的工况来确定。
常用的方法包括热负荷法、流体物性法等。
3.2 确定壳体和管子的尺寸壳体和管子的尺寸设计需要考虑流体的流速、壳体和管子材料、压力等因素。
在设计过程中需要保证壳体和管子的强度和密封性。
3.3 确定流体的流量流体的流量是固定管板式换热器设计过程中的另一个重要参数，可以通过工况和传热系数来确定。
流体的流量决定了换热器的尺寸和性能。
3.4 计算传热系数传热系数是固定管板式换热器性能的关键参数。
传热系数的计算需要考虑流体的性质、流速、壳侧和管侧的传热方式等。
3.5 设计壳侧和管侧流体的流动方式壳侧和管侧流体的流动方式直接影响换热效果。
常见的流动方式包括并流、逆流和交叉流，选择合适的流动方式需要考虑流体的性质、压降等因素。
4. 注意事项设计固定管板式换热器时需要注意以下几点：•确保换热器的结构强度和密封性，避免泄漏和破裂的情况发生；•流体的选择和流量的确定需结合具体工况，合理选择流量和流速；•传热系数的计算需考虑流体的性质、壳侧和管侧的传热方式等因素；•确定壳侧和管侧的流动方式时，需综合考虑流体的性质、压降等因素。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器（Fixed Tube-sheet Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的设计原理、结构特点，并对其设计流程进行详细阐述。
一、设计原理在换热过程中，热量从高温流体通过管壁传递到低温流体。
高温流体进入管束，从管壁流过，将热量传递给管内的低温流体。
通过多个管束的交叉布置，可以实现大面积的热交换，提高换热效率。
二、结构特点1.管束结构合理：固定管板式换热器采用纵向布置的管束结构，利于流体流动，减小流体的阻力，提高换热效率。
2.管板紧密连接：管板与管束通过焊接或膨胀连接，保证流体不会泄漏或混合。
3.固定件的设计：固定件采用螺栓连接，可以方便地拆卸和维修换热器。
4.壳体结构合理：壳体采用圆筒形状，能够承受较大的内部压力，提供稳定的工作环境。
三、设计流程1.确定设计参数：根据工艺要求和流体性质，确定换热器的设计参数，包括换热面积、热交换系数、流体流量等。
2.确定管子布置方式：根据流体性质和布置空间，确定管子的布置方式，包括并列式、对流式、六边形等。
3.确定壳体尺寸和材质：根据管子的布置方式和流体流量，确定壳体的尺寸和材质，包括内径、壳体长度和壳体材质等。
4.选择管板和固定件：根据壳体尺寸和管子布置方式，选择合适的管板和固定件，包括管板和壳体的连接方式、固定件的材料等。
5.进行换热计算：根据流体性质和换热参数，进行换热计算，计算出换热器的换热效率和流体的出口温度等。
6.进行强度计算：根据壳体结构和管道布置，进行强度计算，确保换热器在正常工作条件下的安全可靠性。
7.绘制制图：根据设计参数和计算结果，绘制出换热器的制图，包括总装图、管束图、壳体图和焊接图等。
8.进行工艺设计：根据设计图纸和工艺要求，进行工艺设计，确定制造工艺和生产工序。
9.进行质量检验：对制造的换热器进行检验，包括外观质量、尺寸精度和焊接质量等。
固定管板换热器
以醚化19-E-1008为例 碳四 王云飞
1概述
▪ 固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。由于 其结构简单，运用比较广泛。
▪ 固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递 的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、 电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设 备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的 40%左右，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。
▪ 4管束分程
▪ 在管子内流动的流体从管子的一端到另一 端，成为一管程
6 壳程结构
▪ 1 壳体 ▪ 壳体一般是一个圆筒，在峭壁上焊有接管，
供壳程流体进入和排出用，为防止进口流 体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和振动， 在壳程进口接管处常装有防冲挡板，或缓 冲板
▪ 2 折流板
▪ 设置折流板的目的是为了提高壳程流体的 流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直 冲刷管束，已改善传热，增大壳程流体的 传热系数，同时减少结垢。常用的形式有 弓形和圆盘-圆环形
▪ 3换热管
▪ 换热管形式除光管外，换热管还可以采用 各种各样的强化传热管，如翅片管，螺旋 管、螺纹管等。
▪ 换热管排列形式 排列形式主要有三角形、 正方形和转角正三角形、转角正方形。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，故用的最普遍，但管外 不易清洗
换热管排列形式
▪ 本换热器排列形式为转角正方形
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。
▪ 此换热器为1壳程4管程 ▪ 管程流体走向由下至上（红色） ▪ 壳程流体走向由上至下（黄色）
固定管板式换热器手册
固定管板式换热器手册固定管板式换热器是一种常见且重要的换热设备，广泛应用于工业生产过程中的热交换领域。
本手册旨在提供详细的使用和维护指南，以确保换热器的高效运行和长期可靠性。
1. 换热原理和工作过程：固定管板式换热器是一种传热效率高、紧凑型结构的装置。
它由一系列排列整齐的管道和板片组成，通过管道中的工作介质进行热量传递，实现冷热介质之间的热交换。
2. 设备安装和调试：在安装固定管板式换热器之前，必须仔细阅读生产商提供的安装说明，确保设备的正确摆放和固定。
安装过程中，需要特别注意与管道系统的连接、密封及电气接线等关键细节。
安装完成后，进行系统调试和泄漏检查，确保设备能够正常工作。
3. 换热器操作和维护：换热器操作前，需要检查并清理管道和板片，确保其清洁无阻。
运行过程中，要定期检查压力、温度和流量等参数，及时排除故障。
同时，定期对换热器进行维护，包括清洗、检修和更换磨损的部件等。
维护过程中，应遵循生产商提供的保养手册。
4. 故障排除和常见问题：固定管板式换热器可能会出现一些常见问题，如泄漏、堵塞、温度不稳定等。
对于这些问题，手册提供了一些排除方法和解决方案的指导，以帮助用户快速解决故障。
5. 安全注意事项：在使用固定管板式换热器时，必须遵循相关的安全操作规程。
手册列出了一些常见的安全注意事项，包括防止热介质泄漏、定期检查设备及周围环境的安全性，并提供了应急处理措施。
本手册作为固定管板式换热器的使用和维护指南，将帮助用户正确操作设备、确保其高效运行和延长使用寿命。
用户应认真阅读并按照手册的指导进行操作，同时定期进行维护和检修，以保障设备的安全稳定运行。
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数
1.换热面积：换热器的换热效率与换热面积有关，换热面积越大，换
热效果越好。
根据工业生产的需求，固定管板式换热器的换热面积可以从
几平方米到几千平方米不等。
2.管子类型：固定管板式换热器的管子有各种不同的类型，包括钢管、铜管等。
选择合适的管子类型可以满足不同的工艺需求和介质特性。
3.管板材料：固定管板式换热器的管板材料通常是金属材料，如碳钢、不锈钢等。
根据介质的腐蚀性和温度等要求，选择合适的材料可以保证换
热器的安全和可靠运行。
4.进出口温度和压力：固定管板式换热器在设计过程中要考虑进出口
温度和压力的变化。
这些参数直接影响到换热器的工作状态和换热效果。
5.冷却介质类型：根据工业生产过程的需求，固定管板式换热器可以
使用不同类型的冷却介质，如水、蒸汽等。
选择合适的冷却介质可以提高
换热效率。
6.整体结构：固定管板式换热器的整体结构通常由上盖、下盖、管板
等组成。
合理设计和制造这些部件可以确保换热器的结构强度和密封性能。
7.热量传递方式：固定管板式换热器有多种传热方式，包括对流传热、辐射传热和传导传热等。
根据工艺需求，选择合适的传热方式可以提高换
热效率。
8.清洁方式：固定管板式换热器在运行中会产生污垢和垃圾，影响换
热效果。
选择合适的清洁方式，如机械清洗、化学清洗等，可以保持换热
器的高效率运行。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计固定管板式换热器是一种常用的换热设备，常用于化工、石油、制药、食品等行业。
它由一组固定的平行管道（管板）组成，介质在管道内流动，实现热量的传递。
下面将从设备的选择、设计要点、计算、材料选用等方面介绍固定管板式换热器的设计。
设备选择在选择固定管板式换热器时，需根据工艺要求确定换热器的类型、规格和数量。
常见的固定管板式换热器有单通道、多通道和多联通道等，其中多联通道换热器适用于多介质间进行热交换的场合。
根据流体的物理性质和换热效果要求，选择合适的换热器材质。
设计要点1.流量计算：根据工艺要求，确定流体的流量，以及设计压力、温度差等参数。
2.温度差计算：根据传热区域的温度差和传热系数，计算设计的热负荷。
3.传热面积估算：根据热负荷和换热系数，估算换热器的传热面积。
4.换热器的形式：根据工艺要求、介质性质和换热面积，选择合适的固定管板式换热器形式。
5.材料选用：根据介质性质、工艺要求和经济性等因素，选择合适的材质。
计算方法1.热负荷计算：根据流体的流量、温度差和物性参数，计算热负荷。
2.传热系数计算：根据不同的传热机理（对流、传导或辐射），采用不同的计算方法计算传热系数。
3.传热面积计算：根据热负荷和传热系数，计算换热器的传热面积。
4.尺寸计算：根据传热面积、管子的数量和布局，计算出换热器的尺寸。
材料选用根据介质的性质，选择耐腐蚀性能良好的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢、铜、钛等。
同时，还需考虑经济性和可焊性等因素，选择合适的材料。
在设计固定管板式换热器时，需要综合考虑流体流动特性、传热效率和设备的经济性等因素。
合理的设计能够提高换热器的效率，降低能耗；同时，合适的材料选用和良好的制造工艺能够保证设备的可靠性和安全性。
因此，在设计固定管板式换热器时，需进行充分的热力学计算和工艺分析，确保设计的合理性和可行性。
固定管板式换热器温差范围
固定管板式换热器温差范围
固定管板式换热器是一种常见的换热器类型，其温差范围受到多种因素的影响，一般在20℃至 100℃之间。
温差范围的大小主要取决于以下几个因素：
1. 换热介质：不同的换热介质具有不同的热物理性质，如导热系数、比热等，这些因素会影响换热效率和温差范围。
2. 换热面积：换热面积越大，换热效率越高，温差范围也就越小。
3. 流速：流速会影响换热系数和流体的对流换热，从而影响温差范围。
4. 污垢：污垢的存在会降低换热器的换热效率，增加温差。
5. 设计压力和温度：固定管板式换热器的设计压力和温度也会对温差范围产生影响。
需要注意的是，在实际应用中，温差范围还需要考虑到工艺要求、经济性等因素。
过大的温差可能导致设备损坏或能耗增加，而过小的温差可能导致换热效果不佳。
因此，在选择和设计固定管板式换热器时，需要综合考虑以上因素，并根据具体情况确定合适的温差范围，以确保设备的安全、高效运行。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器结构设计一、固定管板式换热器的基本结构固定管板式换热器主要由管束、上下法兰和固定管板组成。
其中，管束是固定在管板上的换热管道系统，上下法兰用于支撑管束并连接换热介质的进出口管道，固定管板则起到固定管束位置、分流换热介质以及增强传热效果的作用。
1.管束管束是固定管板式换热器中最重要的组成部分，它由一系列平行排布的管道组成，通常使用金属材料制造，如不锈钢、碳钢等。
管束的形状通常为圆形，也可以为其他形状，如方形、椭圆形等，根据具体的换热需求进行设计。
2.上下法兰上下法兰用于固定管束，支撑装置并连接进出口管道。
上下法兰通常由金属材料，如碳钢、不锈钢等制成，并通过螺栓紧固连接。
3.固定管板固定管板固定在上下法兰之间，起到固定管束的作用。
它通常由金属材料制成，如碳钢、不锈钢等。
固定管板上通常设有进出口口径，用于引入和排出换热介质。
二、固定管板式换热器的结构设计要点1.管束的布置方式：管束的布置方式对换热器的传热效果有很大影响，一般有平行布置、三角布置和斜置布置等多种形式。
根据具体的换热需求和介质特性，选择合适的管束布置方式。
2.固定管板的设置：固定管板上通常需要设置进出口口径和支撑管束的装置。
进出口口径直径的选择需要根据换热介质的流量和压力降进行计算，同时需要考虑安装管件的方便性。
支撑管束的装置可以采用刷板、角钢或特殊形状的支撑装置。
3.法兰连接：固定管板式换热器的法兰连接通常选择标准型，常见的有RF型、FF型和FM型。
法兰连接应符合国家标准和行业规范，保证连接的紧密性和安全性。
4.板的材质选择：固定管板通常选择金属材料，一般使用的材质有碳钢、不锈钢、钛合金等。
材质的选择需要考虑介质的腐蚀性、温度、压力等因素。
此外，固定管板的厚度也需根据换热介质的流量和压力降进行计算。
5.密封方式：固定管板式换热器的密封通常采用软密封或金属密封。
软密封方式通常使用橡胶垫圈或密封胶条，金属密封方式则使用金属垫片或波纹管。
换热器设计固定管板式
换热器设计固定管板式换热器是一种常见的热交换设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质中。
换热器的设计是非常重要的，不仅要满足传热效率的要求，还要具备可靠性、经济性和安全性等方面的考虑。
本文将介绍一种常用的换热器设计，固定管板式换热器，并从设计原则、结构特点、材料选择以及性能优势等方面进行详细阐述。
1.设计原则：固定管板式换热器的设计原则是在满足传热效率和流体阻力的基础上，尽量降低构造成本。
设计时应根据传热介质的性质、流体流动状态、流体温度和压力等因素进行综合考虑。
2.结构特点：固定管板式换热器由壳体、管板、管束和支承构件等组成。
壳体一般采用无缝钢管制成，具有良好的密封性和强度。
管板作为连接壳体和管束的组件，一般由很多孔洞组成，用于支撑管束和分开流体。
管束由很多平行排列的管子组成，用于传递热量。
支承构件一般由支座和支撑脚等组成，用于支持整个换热器。
3.材料选择：固定管板式换热器的材料选择需要考虑介质的化学性质、温度和压力等因素。
常用的材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。
碳钢具有良好的强度和耐腐蚀性，在一般工况下使用较为广泛。
不锈钢具有良好的抗腐蚀性，适用于一些特殊介质的传热。
铜合金具有良好的导热性能和抗腐蚀性能，适用于一些高温高压的工况。
4.性能优势：固定管板式换热器具有以下几个性能优势：(1)传热效率高：由于管子与壳体内壁接触面积大，传热效率高，能够有效地实现热量的传递。
(2)结构紧凑：固定管板式换热器采用垂直布管，占地面积小，适用于空间有限的场所。
(3)易于维护：由于固定管板式换热器的结构相对简单，维护和清洁相对容易。
(4)适应性广：固定管板式换热器适用于不同的工况，可以满足各种介质的传热要求。
总之，固定管板式换热器是一种常用的热交换设备，设计时需要综合考虑传热效率、流体阻力、成本和可靠性等因素。
通过合理的结构设计和材料选择，可以提高换热器的性能，并满足不同工况下的需求。
固定管板式换热器制造工艺
固定管板式换热器制造工艺摘要：为加快城市化的发展进程，需借助固定管板式换热器改造现有居民建筑供暖问题。
固定管板式换热器不仅可以传递物料热量，并具有节能、低温热能、高效益回收等方面优势。
因此本文主要从管板式换热器制造工艺角度出发，对其进行分析和概述。
关键词：固定管板；换热器；制造工艺；研究一、固定管板式换热器介绍固定管板式换热器分为上管帽、下管帽以及零件结构复杂、大吨位的壳程三个部分。
壳程作为换热器的核心，制作过程复杂，因此生产完毕还需要进行1.25MPa的水压试验。
壳程生产所使用的生产工艺，包含穿管、胀管以及焊管，再结合相应的措施，严格控制零部件生产环节以及壳程组装环节。
图 1 换热器基本结构示意图二、固定管板式换热器的零件要求固定管板式换热器由大量的孔连接而成，因此在对部件的加工工艺上，需要考虑以下几点要求：第一，为满足管板钻孔管孔同心度要求，需要按照自上而下的顺序放置上管板、折流板以及下管板；第二，为了保证同心度，可按照图纸要求将三块管板叠加在一起划线钻出拉杆孔。
三、固定管板式换热器零件加工固定管板式换热器质量的好坏，与零件的使用和加工具有密切的关联。
因此本文主要分析管板下料加工、折流板、换热器、上下管帽以及筒体等不同单件的加工工艺要求和工艺流程做相应概述：第一，管板下料结束后，需要对管板的外圆和平面以及平台划线进行加工，两者加工完毕之后，还需要对管孔螺孔以及拉杆丝孔等在内的钻孔进行加工，最后进行加工的便是钳工攻丝；第二，运用A3钢板通过点焊的方式拼接成折流板，在校平之后，将三块管板按照自上而下的顺序叠加，并根据图纸加工要求进行点焊；第三，关于换热器的加工，需要按照以下步骤进行：首先按照图纸的尺寸要求进行锯管，然后检查两端切口是否存在裂纹，如果没有则可以进行最后一步的磨管工作。
但需要注意的是管子在经过打磨之后，管子切口两端形状不能过扁，颜色需要呈现金属光泽，同时管端清锈长度要超过两倍的管板厚度；第四，上下管帽的加工，需要根据大法兰上的十字线标记管孔位置，焊接法兰和接管已预先组，还需要借助100%磁粉探伤，焊接大法兰和封头焊缝，进而加大法兰密封面；第五，对于筒体的加工，需按照拼料、接缝图、按拼料图分块下料、刨坡口、卷筒、焊纵焊缝、矫圆、组对各筒体、焊环缝、X射线 20%探伤等图纸要求的加工工艺步骤进行[1]。
固定管板式换热器设计说明书
摘要固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。
这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。
固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
本次设计的题目是乙二醇塔底进料换热器的设计，课题预期达到的目标为：换热器面积的计算（实际换热面积：92.6mm2），管程壳程压力降的计算（小于等于0.4MPa），工艺结构尺寸的计算：管程数（1管程），换热管的确定（内径：19mm 数量：500根），壳体内径（600mm），壳程数（1壳程）的计算，折流板的选型（形式：弓形折流板，数量：13）等。
换热器的强度计算：对筒体、管箱厚度的计算和校核，对壳体及管箱各处开孔补强，对延长部分兼做法兰的计算及强度核算。
经水压试验、压力校核后显示结果全部合格。
换热器的结构设计：折流板、法兰（甲型平焊法兰）、换热管、支座（鞍式支座）、垫片（石棉橡胶板垫片）的规格及选型。
完善设计图纸及设计说明书。
关键词：换热器；工艺；结构；强度IAbstractFixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:The craft design of heat exchanger:the heat transfer area computation(actual heat transfer area:322.2mm2);tube side pressure drop computation(≤0.4MPa);the craft structure size computation:number of tube passes(2 tube passes),the number of heat exchange tube(inside diameter:19mm,number:900),the inside diameter of shell(1000mm), number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etc The strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the intensity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualifiedThe structural design of the heat exchanger:The specification and lectotype of baffle plate、flange(type A manhole weded flange)、heat exchange tube、suppot(saddle support)、gasket(paronite gasket)Consummates the design paper and the design instruction bookletKeywords: heat exchanger; craft;structure; intensity目录摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1 换热器的用途 (1)1.2换热器的分类 (1)1.3 换热器的发展趋势 (1)第2章固定管板式换热器的工艺计算 (3)2.1 估算换热面积 (3)2.1.1 选择换热器的类型 (3)2.1.2 流程安排 (3)2.1.3 确定物性数据 (3)2.1.4 估算传热面积 (4)2.2 工艺结构尺寸 (5)2.2.1 管径和管内流速 (5)2.2.2 管程数和传热管数 (5)2.2.4 传热管排列和分程方法 (7)2.2.5 壳体内径 (7)2.2.6 折流板 (8)2.2.7其他附件 (8)2.2.8 接管 (9)2.3 换热器核算 (9)2.3.1 热流量核算 (9)2.3.2 壁温核算 (13)2.3.3 换热器内流体的流动阻力 (14)2.4 换热器的主要结构尺寸和计算结果 (17)第3章强度计算 (19)3.1 筒体壁厚计算 (19)3.2 管箱短节、封头厚度的计算 (20)3.2.1 管箱短节厚度的计算 (20)3.2.2 封头厚度的计算 (20)3.3 管箱短节开孔补强的校核 (21)3.4壳体接管开孔补强校核 (22)3.5 管板设计及校核 (23)3.5.1 管板计算的有关参数的确定 (23)3.5.2 计算法兰力矩 (27)3.5.3管板的计算的相关参数 (28)3.5.4 确定 和G (29)23.5.5 对于其延长部分兼作法兰的管板计算 (29)3.5.6 设计条件不同的组合工况 (30)第4章结构设计 (36)4.1折流挡板 (36)4.2 法兰 (36)4.3 换热管 (37)4.4 支座 (37)4.5 压力容器选材原则 (38)4.6 垫片 (39)第5章结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)第1章引言1.1 换热器的用途换热器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。
固定管板式换热器分析
换热设备1、固定管板式换热器：其管束两端的管板固定在壳体上，因此，它的结构简单造价低，但由于两端管板是固定的，当两种介质温差大时会引起管子拉脱或变形，并且管外不能清洗，只能适用于温差小（一般不大于50度）介质比较清洁的场合，当温差较大（大于50度），而壳体承压不高时，可以在壳体上加膨胀节以消除过大的热应力固定管板换热器的特点：结构简单、紧凑，没有壳侧密封连接，每跟管子都能单独清洗和更换，在同样的壳体直径内，排管最多，在有折流板的流动中，旁路最小，管程可以分成任何程数。
两个管板由管子互相支撑，在各种管壳式换热器中它的管板最薄，在两个管板的换热器中其造价最低。
尤其是立式的固定管板换热器应用最多。
2、缺点：是壳程清洗困难，不能进行机械清洗，在壳体和管子壁温差比较大的换热状态下，温差应力较大，需要设置膨胀节。
膨胀节强度有限制壳体压力不能太高，制造时折流板的安装比较困难。
3、适用场所：固定管板的换热器适用于壳程介质清洁、不宜结垢，而管程需要清洗污垢或壳程虽有污垢，但可以进行化学清洗或溶解清洗的场合，以及用在温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
1、浮头式换热器：它是目前炼油厂内使用最多的换热器，由于他的管板一短固定，一端自由，因此，受热时可在壳体内自由膨胀，不受温差的限制。
同时其管束可以抽出，清洗方便，不受介质条件的限制，但它结构复杂，并且小浮头漏了也不宜发现，造价比较高。
2、浮头式换热器的组成：管束：由许多无缝钢管用焊接、胀接或胀焊联合的方式固定在两端管板上，中间用折流板隔开，它是换热器的主要换热部件，冷热两种介质通管壁进行传热（管内的称管程，管外的称壳程）浮头：浮头与固定管板相连，其作用是把管程和壳程的流体分开，同时也起着分程作用。
浮头可以在壳体内自由伸缩壳体和头盖：壳体是用来约束壳体流体，使其以强制的流动方式流动，有利于传热，同时对易挥发、易燃的油品起密封作用，有利于安全生产。
壳体与头盖组成壳程。
固定管板式换热器
固定管板式换热器一、什么是固定管板式换热器？固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。
换热管可为光管或低翅管。
适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
二、它的工作原理是什么？固定管板换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热。
当两流体的温度差较大时，为了避免较高的温差应力，通常在壳程的适当位置上，增加一个补偿圈（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。
三、它有哪些结构特点？固定管板换热器主要由外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。
在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。
它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。
四、它有哪些优点和缺点？固定管板换热器的特点是：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%。
固定管板换热器的缺点是：1、壳体和管壁的温差较大，一般壳体和管子壁温差t≤50℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节；2、易产生温差应力，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。
五、固定管板换热器的设计固定管板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；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板片导向；框架板和立柱上可安装底脚，用于固定机器。
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沈阳化工大学学士学位论文
目录
3.3 筒体内径的确定 ....................................13 3.4 筒体壁厚的确定 ....................................14 3.5 筒体水压试验 ......................................15 3.6 封头形式的确定 ....................................15 3.7 管箱短节壁厚计算 ..................................16 3.8 管箱水压试验 ......................................17 3.9 容器法兰的选择 ....................................17 3.10 管板尺寸的确定及强度计算 .........................18 3.11 是否安装膨胀节的判定 .............................30 3.12 防冲板尺寸的确定 .................................30 3.13 折流板尺寸的确定 .................................31 3.14 各管孔接管及其法兰的选择 .........................31 3.15 开孔补强计算 .....................................35 3.16 支座的选择及应力校核 ............................38
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综述
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。 流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示 为最简单的单壳程单管程换热器 , 简称为 1-1 型换热器。为提高管内流体速度 , 可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部 分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也 可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程 与多壳程可配合应用。 1.2 管壳式换热器类型 由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如 果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从 管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过 50 ℃时，需采取适当补偿措施， 以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种 主要类型： 1.固定管板式换热器 管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单 , 但只适 用于冷热流体温度差不大 , 且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大 而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。 2.浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力 ; 且整个 管束可从壳体中抽出 , 便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结 构比较复杂，造价较高。 3.U 型管换热器 每根换热管皆弯成 U 形，两端分别固定在同一管板上下 两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力， 结构比浮头式简单，但管程不易清洗。 4. 填料函式换热器 在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函式密封结构。 由于用填料函式密封结构，使得管束在课题轴向可以自由伸缩，不回产生壳壁 与管壁变形差引起的热应力。其结构较浮头式换热器简单，加工制造方便，节 省材料，造价较低，且管束从壳体内可以抽出，管内管间都能进行清洗，维修 方便。
沈阳化工大学
本科生毕业设计
题
院 专 班
目： 流量为 310t/h 四管程固定管板式换热器
系： 业： 级： 机械工程学院 过程装备与控制工程 2006-03
学生姓名： 指导教师： 龚斌
设计提交日期： 2010 年 06 月 25 日 设计答辩日期： 2010 年 06 月 29 日
毕 业 设 计 任 务 书
26-球冠形封头 27-浮动管板 28-浮头盖 29-外头盖
32-接管 33-活动鞍座 34-换热管 35-挡管 36-管束 37-固定鞍座 38-滑道 39-管箱垫片 40-管箱圆筒 41-封头管箱 42-分程隔板
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
日
系
主
任：
签字
2009 年 6 月
日
沈阳化工大学学士学位论文
摘要
摘
要
本设计是四管程固定管板式换热器， 是目前应用最为广泛的换热器。 本台换热器主要完成的是水蒸气-水之间的热量交换，设计压力为管程 1.43MPa，壳程 0.825MPa，工作温度管程 80℃，壳程 168℃，设计温度 管程 100℃， 壳程 200℃， 管程介质为 1.3MPa 的水， 壳程介质为 0.75MPa 的水蒸气，传热面积为 256m2，采用 Φ25×2.5×4500 的无缝钢管换热， 则可计算出 716 根换热管，DN=1000mm 的圆筒。本台换热器的管板延 长兼做法兰，管板与换热管的连接方式为焊接，因管板上的应力较多， 且内外温度有一定的差值，因此，对管板强度的校核是一个重点，也是 一个难点，本文按照弹性支撑假设对管板进行设计和校核的。 固定管板式换热器的优点是： 结构简单、 紧凑， 能承受较高的压力， 造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换；这种换热器使用 于壳侧介质清洁且不宜结垢，并能进行清洗管束，壳程两侧温差不大或 者温差较大但壳侧压力不高的场合。
机械工程学院 过程装备与控制工程专业 2006-03 班 学生：
毕业设计题目：流量为 310t/h 四管程固定管板式换热器
毕业设计内容： 1、相关文献检索并翻译 2、设计计算书一份 3、绘制施工图，折合 A1 号图四张
毕业设计专题部分：
指 导 教 师：
签字
2009 年 6 月
日
教研室主任：
签字
2009 年 6 月
四、附录英文文献原文及翻译 ..............................43
参考文献....................................................55
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综述
一．换热器综述 管壳式换热器简介
管壳式换热器 (shell and tube heat exchanger) 又称列管式换热器。 是以封 闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单， 操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使 用，是目前应用最广的类型。 1.1 管壳式换热器结构 管壳式换热器主要由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部 件组成。其结构简图如下：
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目录
目 录
一、换热器综述 ...............................................1 1.1 管壳式换热器结构 ..................................1 1.2 管壳式换热器类型 ..................................2 1.3 管壳式换热器强化传热 ..............................3 1.4 换热器的防腐措施 ...................................4 1.5 管壳式换热器的发展前景 .............................4 二、传热工艺计算 .............................................6 2.1 原始数据 ...........................................6 2.2 定性温度及确定其物性参数 ...........................6 2.3 传热量与水蒸气流量计算 .............................6 2.4 有效平均温差计算 ...................................7 2.5 管程换热系数计算 ...................................8 2.6 管程结构初步设计 ...................................8 2.7 壳程换热系数计算 ...................................9 2.8 传热系数计算 ......................................10 2.9 管壁温度计算 ......................................10 2.10 管程压降计算 .....................................10 2.11 壳程压降计算 .....................................11 三、结构设计计算 ............................................13 3.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定 ................13 3.2 布管方式的选择 ....................................13
1-平盖 2-平盖管箱 3-接管法兰 4-管箱法兰 5-固定管板 6-壳体法兰 7-防冲板 9-补强圈 10-壳体 11-折流表 12-旁路挡板 13-拉杆 14-定距管 15-支持板
8-仪表接口 பைடு நூலகம்6-双头螺柱或螺栓
17-螺母 18-外头盖垫片 19-外头盖侧法兰 24-浮头法兰 25-浮头垫片