固定管板式换热器课程设计

一 列管换热器工艺设计

1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数： 选用.5225⨯φ的换热管 则换热管数目：5.737019

.014.35.2110

A 0≈⨯⨯==

d l n p π根 故738=n 根

管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。

2、管子排列方式的选择

（1）采用正三角形排列

（2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm 。

（3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a 值时，可排的管数目见表1.2。具体排列方式如图1，管子总数为779根。

9 7

1 0

3

1

0 1 3

1

6 6

7

11 23 397 7 42 439

12 25 469 8 48 517

13 27 547 9 2 66 613

14 29 631 10 5 90 721

15 31 721 11 6 102 823

16 33 817 12 7 114 931

17 35 919 13 8 126 1045

18 37 1027 14 9 138 1165

19 39 1411 15 12 162 1303

20 41 1261 16 13 4 198 1459

21 43 1387 17 14 7 228 1616

22 45 1519 18 15 8 246 1765

23 47 1657 19 16 9 264 1921

图1.1折流板的管孔及换热管及拉杆分布

3、壳程选择

壳程的选择：简单起见，采用单壳程。

4、壳体内径的确定

换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。壳体的内径需要圆整成标准尺寸。以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。

对于单管程换热器，壳体内径公式 0)3~2()1(D d b t +-= 式中，t 为管心距，单位mm ；0d 为传热管外径，单位mm 。 对于正三角形排列 n b 1.1=

将779=n 代入，得到 7.30≈b 取31， 5.7975.2)1(D 0=+-=d b t

结合换热管的排布图稍加圆整可选定mm 800D =

二 列管换热器零部件的工艺机构设计

1、折流板的设计

（1）、折流板切口高度的确定 经验证明，20%的切口最为适宜： 因此可取mm D h 1608002.02.0=⨯== 切口高度h 确定后，还用考虑折流板制造中，可能产生的管控变形而影响换热管的穿入，故应将该尺寸调整到使被切除管孔保留到小于1/2孔位。 验证：08.11)23(=⨯÷t h 不合适，调整为mm h 165=

（2）、确定折流板间距 初步取mm 1605

D B ==

圆整取mm B 200=

板数结合后边甲醇蒸汽进口管的位置，数目取10块

（3）、折流板的排列方式

水平切口用得最普遍，这种排列可造成流体激烈扰动，增大传热系数，甲醇流体也是清洁的，因此本设计采用水平缺口排列方式。

（4）、折流板与壳体间隙的选择

折流板与壳体的间隙依据制造安装条件，在保证顺利的装入前提下，越小越好，以减小壳程中旁路损失。折流板的最小外圆直径和下偏差见表2.1

根据上表可以选定折流板与壳体内径间的间隙为4.5mm 。

（5）、折流板厚度的确定

折流板厚度与壳体直径、换热管无支撑长度有关，其数值不得小于表2.2的规定。

选定折流板的厚度为5mm

(6)、折流板的管孔确定

根据表2.3可得，管孔的直径为8.19φ，允许直径偏差为3.00

+

2、拉杆、定距管

（1）、拉杆的结构形式的确定

采用拉杆定距管的结构，拉杆一端用螺纹拧入管板，每两块折流板之间的间距用定距管固定，每根拉杆上最后一块折流板与拉杆用两个螺母锁紧固定。 （2）、拉杆直径和数量 按表2.4和表2.5选取。

在保证大于或等于表六所给定的拉杆总截面积的前提下，拉杆的直径和数量可以变动，但其直径不的小于10mm ，数量不少于4根。

表2.4拉杆直径/mm

表2.5拉杆数量

10 4 6 10 12 16 18 24 12 4 4 8 10 12 14 18 16 4 4

6 6 8 10 12 根据上表可选定拉杆的直径为12mm ，数目为8根。

（3）、拉杆尺寸

按表2.6和图2.1确定拉杆的尺寸。拉杆的长度L 按需要确定。

表2.6拉杆尺寸/mm

拉杆直径d 拉杆螺纹公称直径n d

a L

b L 管板上拉杆孔

深d L 10 10 13 40≥

16 12 12 15 50≥

18 16

16

20 60≥

20

图2.1拉杆尺寸

（4）、拉杆的布置

拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。拉杆位置占据换热管的位置，对于大直径换热器，在布管区的中心部位或靠近折流板缺口处也应该布置适当数目的拉杆。拉杆的布置图见图1。

3、防冲板

本可成设计的管称流体为甲醇蒸汽，其)./(223022s m kg <ρυ 故，不需防冲板 4、接管

（1）、接管的公称直径

符号 公称尺寸，mm

用途