浮头式换热器
浮头式换热器解读
浮头式冷却器E-1401设计摘要该毕业设计题目为浮头式冷却器（即浮头式换热器）E-1401设计，源于工程实际。
浮头式换热器是管壳式换热器中的一类，其管板一端固定在壳体与前端管箱之间，另一端（即浮头）可以在壳体中自由移动。
由于管束的热膨胀不受壳体的约束，因此浮头式换热器不会产生较大的温差热应力，这样便避免了对换热器结构的损害。
此外，浮头式换热器还便于拆卸、易于清洗，适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的场合。
因此在石油化工以及其他相关行业中得到了广泛的应用。
该设计主要进行了换热器结构的研究和各处强度的校核。
根据所提供的设计条件，以及GB150-2011《压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》、《固定式压力容器安全技术监察规程》等标准确定出换热器各个零部件（管箱、封头、法兰、开孔接管、折流板、钩圈等）的具体方案，包括各处材料的选择，各零部件的基本结构，壁厚计算及强度校核，开孔补强计算，管板、法兰以及浮头钩圈的强度计算等。
本设计历时3个月，共完成说明书一份，A1图纸5张，外文翻译一份。
关键词：换热器浮头设计Floating cooler E-1401 designSummaryThe graduation project titled Floating cooler ( ie, floating head heat exchanger ) E-1401 design , from engineering practice . Floating head heat exchanger shell and tube heat exchanger is in a class of its tube plate fixed at one end between the housing and the front tube box , the other end ( ie, floating head ) can move freely in the housing. Due to thermal expansion of the bundle is not bound by the housing , the floating head heat exchanger and therefore no large temperature difference between the thermal stress , thus avoiding damage to the structure of the heat exchanger . In addition, floating head heat exchanger is also easy to disassemble , easy to clean , suitable for large temperature difference between the shell and tube bundle or medium shell easy to scale the occasion. So it has been widely used in the petrochemical and other related industries.The design is mainly studied the intensity of the heat exchanger and around the structure checked. Determine the various components of the heat exchanger according to the design conditions provided and GB150-2011 " pressure vessel ", GB151-1999 " shell and tube heat exchangers ", " Safety Technology Supervision Stationary Pressure Vessels " and other standards ( tube box , head, flange , opening over, baffles, circle hooks , etc. ) of the specific program , including the selection of materials throughout , the basic structure of the various parts , wall thickness calculation and strength check , opening reinforcement calculations, tube sheets , flanges and strength calculation Floating circle hook .Keywords : Heat exchanger floating head design1.前言随着时代的发展、科技的进步，石油化工及相关产业在人类的生活中扮演的角色越来越不可替代。
浮头式换热器的研究趋势
浮头式换热器的研究趋势浮头式换热器是一种常用的传热设备，广泛应用于石化、化工、电力、炼油等行业，用于实现不同流体之间的有效传热和能量转移。
随着社会经济的快速发展和技术的不断进步，浮头式换热器的研究也在不断深入。
本文将从浮头式换热器的技术特点、研究方向和应用前景等方面进行论述。
首先，浮头式换热器具有以下几个技术特点。
首先，浮头式换热器具有良好的传热效果。
由于浮头式换热器的管束采用了类似于整流罩的结构，可以减少非理想流体流动对换热效果的影响，提高传热效率。
其次，浮头式换热器具有较强的自适应性能。
由于浮头可以在一定范围内移动，可以根据实际工况自动调整换热表面之间的间隙，实现更为合理的换热效果。
再次，浮头式换热器具有较好的清洗性能。
由于浮头与管束之间的间隙较大，可以通过冲洗装置清洗管束内部，减少了清洗的难度和工作量。
在浮头式换热器的研究方向上，目前主要集中在以下几个方面。
首先，研究者们致力于提高浮头式换热器的传热强化效果。
通过优化流动导向结构和改进传热介质的性质，提高传热强化效果，减小设备占地面积。
其次，研究者们关注浮头式换热器的多尺度特性。
由于浮头式换热器中的流体传热过程涉及到多个尺度，如宏观尺度的流动可视化、微观尺度的传热过程和介质分布等，研究者们致力于构建多尺度的数值模型，实现尺度耦合的模拟和优化。
再次，研究者们关注浮头式换热器的安全性和可靠性。
由于浮头式换热器使用于各种工业领域，研究者们需要考虑设备在高温、高压和腐蚀等多种工况下的安全性和可靠性，提出相应的设计和改进方案。
最后，研究者们也在探索浮头式换热器与其他领域的结合。
例如，浮头式换热器与蒸发器、蓄热器等换热设备的结合，可以实现多种能量转化和高效利用。
浮头式换热器的应用前景广阔。
首先，浮头式换热器可以应用于新能源领域。
随着太阳能、风能等新能源的快速发展，浮头式换热器可以作为太阳能集热器和风能发电装置中的关键传热部件，实现能源的高效转化和利用。
浮头式换热器原理
浮头式换热器原理
浮头式换热器是一种常见的换热设备，它主要由壳体、管束、浮头、管板和管
束固定装置等部分组成。
在工业生产中，浮头式换热器被广泛应用于化工、石油、电力、冶金等领域，用于液体之间或气体与液体之间的换热传热。
浮头式换热器的工作原理是利用管束内流体与壳体内流体之间的传热传质，实
现热量的交换。
具体来说，浮头式换热器的工作原理可以分为以下几个步骤：首先，热量传递的两种流体分别进入换热器的壳体和管束内。
壳体内的流体称
为壳侧流体，管束内的流体称为管侧流体。
壳侧流体和管侧流体之间通过管壁进行热量交换。
其次，壳侧流体和管侧流体在换热器内部分别形成了壳侧流体区域和管侧流体
区域。
这两个区域之间通过管束进行热量传递。
壳侧流体在壳体内形成了流动路径，管侧流体在管束内形成了流动路径。
然后，浮头的作用是使得管束在换热器内可以自由膨胀和收缩，从而减小了管
束与壳体之间的热应力，延长了换热器的使用寿命。
最后，通过壳侧流体和管侧流体之间的传热传质，实现了热量的交换。
壳侧流
体和管侧流体在换热器内部分别经历了冷却或加热的过程，从而达到了预期的换热效果。
总的来说，浮头式换热器的工作原理是利用壳侧流体和管侧流体之间的传热传质，通过管束和壳体内部的流动路径，实现了热量的交换。
浮头的作用是使得管束可以自由膨胀和收缩，减小了热应力，延长了换热器的使用寿命。
浮头式换热器在工业生产中扮演着重要的角色，它的工作原理对于工程技术人员和操作人员来说都是非常重要的知识点。
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。
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理浮头式换热器是一种高效且广泛应用于各行各业的换热器，其工作原理主要基于对流传热与对流对换传热两种方式，下面将详细介绍其工作原理。
浮头式换热器的基本构造是上下两个胆体，下胆体为周转胆，上胆体为浮动胆，二者之间用密封圈密封连接。
由于上胆体可以任意升降，因此传热面积在传热过程中可以随着介质流量的变化而改变，从而适应不同工况下的换热需求。
浮头式换热器工作时，第一步是将两种介质分别进入到周转胆与浮动胆中，流体分别在两个胆体内部流动。
在传热过程中，流体在胆体内部产生湍流，从而促进换热。
其次，两种介质的传热方式分别为对流传热与对流对换传热，我们先来介绍对流传热。
对流传热是介质流动过程中由于流体温度和速度的不均匀所引起的传热现象。
对流传热的传热系数比传热面在静止状态下要大很多，因此在换热器中利用对流传热进行换热是非常常见的。
另一种介绍的是对流对换传热。
对流对换传热是介质流经换热器时，在流体与传热面之间形成的边界层内，发生的传热现象。
当流体与传热面接触时，由于流体的传热性能通常比传热面差，因此无法完全将热量传递给传热面，在边界层内产生温度梯度形成热阻，同时流体与传热面之间的传热模式由传热过程中的对流传热转变为对流对换传热。
除了以上介绍的换热方式外，浮头式换热器还采用了流动态配技术，即在换热器中控制不同介质的流量使其达到最佳匹配状态，增强传热效果。
因此浮头式换热器具有高效、省能、耐腐蚀、自动调节等优点。
此外还有一点需注意的是，浮头式换热器在使用过程中一定要注意流体的传热性能。
如果传热过程中产生的温度梯度过大，则会造成传热面局部温度过高，热应力过大，从而导致传热面变形甚至失效。
因此，在使用浮头式换热器时一定要进行有效隔热措施，保证其正常工作。
总之，浮头式换热器作为一种高效的换热器设备，在众多行业中应用广泛。
其工作原理基于对流传热和对流对换传热，采用流动态配技术，可以适应不同工况下的换热需求，效率高、节能、耐腐蚀。
浮头式换热器原理
浮头式换热器原理
浮头式换热器是一种常用于工业领域的换热设备，其原理是通过将热介质从一侧传递至另一侧，实现热量的传递和能量的调节。
具体而言，浮头式换热器的工作原理如下：
1. 热介质流入：热介质从一个端口流入设备内部，通常是通过管道或管束的方式进入。
2. 内部传热：热介质在设备内部的传热管或管束中流动，与外部换热介质进行热量交换。
这里的外部换热介质可以是液体、气体或蒸汽等。
3. 浮头设计：浮头式换热器的一个特点是设备内部的浮头设计。
浮头可以根据热量传递情况自由升降，以适应不同的操作条件。
浮头的升降能够减小设备内部结垢和腐蚀的风险，同时也方便设备的维护和清洗。
4. 热介质流出：经过传热过程后，热介质从另一端口流出设备。
热介质的温度通常会发生变化，其中热量的增加或减少取决于与外部换热介质的热量交换情况。
5. 外部换热介质流动：外部换热介质也会通过设备内部的管道或管束流动，与热介质进行热量交换。
换热过程中，外部换热介质通常将热量传递给热介质或从热介质中吸收热量，以实现能量的传递和调节。
通过以上的工作原理，浮头式换热器可以高效地实现热量的传递和能量的调节。
它广泛应用于石油化工、冶金、电力、制药和食品工业等领域，以满足不同工艺过程中的热量需求。
江苏浮头式换热器用途
江苏浮头式换热器用途江苏浮头式换热器是一种广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域的热交换设备。
它的主要作用是实现不同介质之间的热量传递，将高温介质的热量传递给低温介质，以达到加热、冷却或其他热交换的目的。
浮头式换热器通常由管束、固定管板、浮头、弹簧板、密封装置等组成。
其中，管束是热交换的主要部分，通过热交换管将流体中的热量传递给另一种流体。
固定管板和浮头则起到支撑管束和引导流体的作用。
弹簧板则用于控制浮头的位置，以适应不同的工况变化。
密封装置则用于防止流体泄漏，确保换热过程的安全和稳定。
江苏浮头式换热器的用途主要包括以下几个方面：1. 加热：浮头式换热器可以将热源中的高温介质的热量传递给需要加热的介质，使其温度升高。
在化工、石油、电力等工业领域，常常需要将液体或气体加热到一定的温度，以满足工艺生产的要求。
浮头式换热器可以提供高效、稳定的加热方式，满足不同工艺的热量需求。
2. 冷却：浮头式换热器可以将高温介质中的热量传递给冷却介质，使其温度降低。
在各种工业过程中，为了控制温度、降低能耗或保证产品质量，常常需要对介质进行冷却处理。
浮头式换热器通过传热的方式，将热量从介质中带走，实现冷却效果。
3. 蒸发和脱硫：浮头式换热器还可以用于蒸发和脱硫过程。
在一些化工生产中，常常需要将液体转化为蒸汽，或者从气体中去除其中的有害成分。
浮头式换热器通过控制温度和压力差，实现液体的蒸发和气体的脱硫过程，以满足不同工艺的需求。
4. 化工过程中的物料加热和冷却：在化工生产中，常常需要将原料或产物进行加热和冷却处理，以满足不同反应过程的要求。
浮头式换热器可以根据不同的物料性质和反应条件，提供合适的加热和冷却方式，实现高效、稳定的反应过程。
总之，江苏浮头式换热器在化工、石油、电力、制药等工业领域具有广泛的应用。
它可以将高温介质中的热量传递给低温介质，实现加热、冷却、蒸发、脱硫等热交换过程，以满足不同工艺的要求。
它具有换热效率高、操作灵活、安全可靠等优点，在工业生产中起到重要的作用。
浮头式换热器
浮头式换热器浮头式换热器是一种常见的热交换设备，被广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它具有结构简单、换热效果好、运行稳定等特点，在工业生产中发挥着重要的作用。
浮头式换热器的设计原理是利用两种不同介质之间的传热，以实现能量的转移。
它由壳体、束管板、浮头和传热管等组成。
其中，壳体是外部的固定壳体，束管板分隔开了两种介质，传热管是主要传热介质，而浮头则可以随着流体的膨胀和收缩而自由移动。
浮头式换热器的工作过程如下：首先，将需要传热的介质注入传热管中，同时通过固定壳体的入口和出口进行连通。
然后，热能从传热管中传到固定壳体中的冷介质上，由冷介质通过出口流出，实现了热量的传递。
在整个过程中，浮头会根据传热管内外温度的差异而产生膨胀和收缩，以保持壳体内部的良好密封性能。
浮头式换热器的设计和选型，需要考虑多个因素。
首先是流体的性质和流量。
不同的流体有不同的传热特性，所以在选择传热器时需要考虑流体的温度、压力、粘度等参数。
其次是传热器的传热效率。
传热效率是评价换热器性能的重要指标，因此在设计过程中需要合理选择传热面积、传热管的材质和数量等。
最后是换热器的安装和维护。
浮头式换热器通常较大，所以在安装时需要考虑到空间和结构的限制。
而维护方面，需要定期检查传热管内壁的结垢情况，及时清洗和维修。
浮头式换热器在工业生产中具有广泛的应用。
它能够实现不同介质之间的热量传递，有效利用能源，提高生产效率。
同时，由于浮头的作用，它还能够适应介质的膨胀和收缩，减少了由于温度变化引起的应力和振动，保证了设备的安全稳定运行。
总的来说，浮头式换热器是一种重要的热交换设备，在工业生产中起着关键的作用。
它采用简单的结构设计，具有良好的传热效果和稳定的运行性能，能够满足不同介质之间的热量传递需求。
随着工业技术的发展，浮头式换热器的设计和制造技术也在不断改进和创新，为工业生产提供更加可靠和高效的换热解决方案。
浮头式换热器原理和发展趋势
第一段：浮头式换热器的基本原理和工作流程浮头式换热器是一种常见的传热传质设备，广泛应用于化工、石油、制药等领域中。
它具有结构简单、传热效率高、维修方便等优点，因此被广泛使用。
图1：浮头式换热器的基本结构基本原理：浮头式换热器是通过壳体和管束之间的流体进行传热传质的。
在换热过程中，一种流体流过管束内部，在管束内与另一种流体发生传热传质作用，并将热量或物质传递到另一种流体中。
传热传质的效率取决于流体之间的温度差、密度差、热传导系数等。
工作流程：浮头式换热器的工作流程如下：1流体进入换热器壳体：流体通过进口法兰进入浮头式换热器壳体，经过流道板的导向，进入管束。
2.流体在管束内传热传质：热量或物质通过管束内的壁面传递给另一种流体。
在这个过程中，流体之间的温度差、密度差、热传导系数等都会影响传热传质的效率。
3.流体从管束内出口流出：经过管束内部的传热传质作用，流体从管束出口流出，进入壳体的另一端，再通过出口法兰流出浮头式换热器。
4.浮头自由膨胀收缩：在换热过程中，壳体和管束之间的热胀冷缩会引起一定的变形，而浮头则可以自由膨胀和收缩，适应不同的热膨胀系数，避免因温度变化而引起机械应力。
5.浮头式换热器工作完成：流体在壳体和管束内部完成了传热传质的作用，达到了预期的效果。
需要注意的是,在实际应用中，还需要对浮头式换热器进行定期检查、维修保养，以确保其正常运行。
同时，在使用过程中还需要根据实际情况进行调整和优化,以提高传热传质效率，降低能耗成本。
第二段：浮头式换热器的历史沿革和发展趋势浮头式换热器最初是由法国石油公司She11Oi1Company在20世纪50年代研制成功的，目的是为了提高炼油厂的生产效率。
此后，浮头式换热器在各种化工、冶金、电力和制药等领域广泛应用，被认为是换热器的一种重要类型之一。
近年来，随着工艺技术和制造工艺的不断发展，浮头式换热器的设计和制造技术也取得了长足的进步。
在使用中，浮头式换热器已经成为化工、制药、电子、石油和天然气等行业中最常用的换热器之一。
《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
contents
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
换热器的工作原理是利用热量的传导和对流，将热量从一种介质传递到另一种介质，以达到加热、冷却和恒温控制的目的。
浮头式换热器是一种常见的换热器类型，本文将介绍浮头式换热器的工作原理及其应用。
一、浮头式换热器的结构浮头式换热器是一种管壳式换热器，由壳体、管束、浮头、管板、支撑件等组成。
其中，壳体是一个封闭的容器，通常由碳钢、不锈钢等材料制成。
管束由一组平行排列的管子组成，通常为无缝钢管、铜管或不锈钢管。
浮头是一种浮动结构，可以上下移动，以适应管束的热胀冷缩和管道的变形。
管板是用来固定管束和浮头的组件，支撑件则用来支撑管束和浮头。
浮头式换热器的结构如图1所示。
二、浮头式换热器的工作原理浮头式换热器的工作原理是利用热量的传导和对流，将热量从一种介质传递到另一种介质。
其中，一种介质通过管子流动，另一种介质则在壳体中流动。
通过管子和壳体之间的热交换，两种介质的温度发生变化，从而达到加热、冷却和恒温控制的目的。
在浮头式换热器中，热量的传导主要是通过管子和壳体之间的热传导完成的。
管子和壳体之间的热传导取决于管子和壳体之间的热传导系数、管子和壳体的材料和厚度等因素。
为了提高热传导效率，通常在管子和壳体之间填充一种导热性能良好的填料，如金属丝网、金在热传导的过程中，热量还可以通过对流的方式传递。
在壳体中流动的介质可以通过流动方式（如直流、交流、混流等）和流速来影响对流传热。
流速越快，对流传热越强。
同时，流动方式也会对对流传热产生影响。
例如，直流方式可以使介质在管子中形成较长的热传递路径，从而提高传热效率。
浮头式换热器的浮头结构可以适应管束的热胀冷缩和管道的变形。
当管子受热膨胀时，浮头可以向上移动，从而保持管子的垂直度和稳定性。
当管子冷缩时，浮头可以向下移动，从而保持管子的紧密性和稳定性。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器具有结构简单、换热效率高、维护方便等优点，因此广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
浮头式换热器制造工艺卡
浮头式换热器制造工艺卡一. 引言浮头式换热器是一种广泛应用于工业生产中的重要设备，用于进行热能传递。
本文将详细介绍浮头式换热器的制造工艺卡，包括材料准备、工艺流程、工艺参数等内容。
二. 材料准备2.1 材料清单在制造浮头式换热器时，常用的材料清单如下：•主换热管: 不锈钢304•浮头: 不锈钢316L•泄漏盘: 不锈钢304•密封垫片: 柔性石墨垫片2.2 材料特性在选择材料时，需考虑以下因素：•主换热管需具有良好的耐腐蚀性和导热性。
•浮头需具有良好的耐蚀性和耐高温性。
•泄漏盘需具有优异的密封性能和耐腐蚀性。
•密封垫片需具有较好的抗压强度和耐温性。
选择适合的材料能提高浮头式换热器的性能和使用寿命。
三. 工艺流程3.1 加工主换热管主换热管的加工工艺如下：1.切割：将不锈钢304材料根据要求的长度进行切割。
2.打孔：在管壁上按照设计要求进行打孔，以便后续操作连接。
3.弯曲：根据实际需求，使用弯曲机将管材弯曲成所需形状。
4.清洗：用溶剂对管材进行清洗，去除表面油污和杂质。
5.检测：采用无损检测方法检查管材是否存在裂纹或其他缺陷。
3.2 制造浮头浮头的制造工艺如下：1.选择不锈钢316L材料，根据设计要求切割出所需形状的浮头片。
2.对浮头片进行加工，包括打孔、折弯、焊接等操作。
3.完成浮头的组装：将加工好的浮头片进行组装，确保其结构紧密和稳固。
采用焊接、螺栓连接等方式进行固定。
3.3 安装泄漏盘泄漏盘的制造工艺如下：1.选择不锈钢304材料，根据设计要求切割所需形状。
2.对泄漏盘进行加工，包括打孔、磨平等操作。
3.对泄漏盘进行密封性能测试，确保其具有优异的密封性。
3.4 安装密封垫片密封垫片的制造工艺如下：1.选择柔性石墨垫片作为密封垫片材料。
2.根据设计要求，切割出所需形状和尺寸的垫片。
3.清洗垫片，去除表面污垢。
4.垫片安装：将清洗好的垫片安装在浮头和泄漏盘之间，确保其紧密贴合。
四. 工艺参数在浮头式换热器的制造过程中，需关注以下工艺参数：•换热管的直径和长度•浮头的形状和尺寸•泄漏盘的尺寸和装配方式•密封垫片的材料和尺寸•焊接工艺参数：焊接电流、焊接速度等以上工艺参数会直接影响浮头式换热器的性能和使用寿命。
浮头式换热器课件
环保和可持续发展
注重环保和可持续发展 ，开发高效、环保、可 回收的换热器，减少对 环境的负面影响。
多功能化和集成化
将多种功能集成于一个 换热器中，实现多功能 化和集成化，满足复杂 工况的需求。
THANKS
谢谢
密封材料
选用耐磨、耐高温的密封 材料，确保密封性能可靠 。
结构设计
壳体设计
采用合理的壳体结构，确保设备强度 和稳定性。
管束设计
采用紧凑、合理的管束排列方式，提 高换热效率。
进出口设计
合理设计进出口流道，降低流体阻力 ，提高换热效率。
支撑结构
设计可靠的支撑结构，确保设备稳定 运行。
03
CHAPTER
常见故障与排除
泄漏
如果发现泄漏，应立即停止使用并进行修复。常见的泄漏原因包括 螺栓松动、垫片老化或损坏、管子破裂等。
效率降低
如果发现换热器的效率降低，可能是由于沉积物、污垢或堵塞造成 的。需要进行清洁或疏通。
振动和噪音
如果换热器出现振动或噪音，可能是由于部件松动、不平衡或流体动 力学问题。需要检查并加固部件或优化流体流动。
类型与结构
类型
浮头式换热器有多种类型，如固定管板式、浮头式、U型管式等。根据不同的工艺要求和流体特性，可以选择适 合的换热器类型。
结构
浮头式换热器的结构主要包括壳体、管束、浮头、密封元件等部分。其中，壳体用于容纳传热管束和流体；管束 由许多传热管组成，用于传递热量；浮头则可以自由伸缩，以适应温度变化引起的热胀冷缩；密封元件用于保证 流体的密封性。
特点
浮头式换热器具有结构紧凑、传 热效率高、适应性强、操作灵活 等优点，能够在高温、高压、腐 蚀等恶劣环境下稳定运行。
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理浮头式换热器是一种常见的换热设备，它主要由壳体、管束、浮头、管板和管束固定装置等部分组成。
其工作原理是利用热传导和对流传热的方式，将两种介质之间的热量传递给另一种介质，从而达到加热或冷却的目的。
在浮头式换热器中，热源介质通过管束中的管道流动，而被加热介质则在壳体中流动，两种介质在换热器中通过管壳两侧的换热面进行热量交换。
浮头的作用是在介质流动时能够保持管束与壳体之间的密封，防止介质泄漏。
而管板则起到支撑管束和引导介质流动的作用。
浮头式换热器的工作原理可以简单地分为以下几个步骤：1. 热源介质进入管束，热源介质通过管束中的管道流动，受到管道壁的传热作用，使介质温度升高。
2. 热量传递，热源介质的热量通过管道壁传递给壳体内的被加热介质，从而使被加热介质温度升高。
3. 被加热介质流出，被加热介质在壳体中流动，吸收热源介质传递过来的热量，从而达到加热的目的。
4. 浮头和管板的作用，浮头保持管束与壳体之间的密封，防止介质泄漏，而管板则起到支撑管束和引导介质流动的作用，保证介质能够顺利地进行热量交换。
总的来说，浮头式换热器通过管束和壳体之间的热量传递，实现了热源介质与被加热介质之间的换热作用。
其工作原理简单清晰，操作稳定可靠，因此在许多工业领域得到了广泛的应用。
在实际工程中，浮头式换热器的性能和效率往往受到多种因素的影响，包括介质流动状态、管束结构、壳体材质等。
因此，在使用浮头式换热器时，需要根据具体的工艺要求和介质特性进行合理的选择和设计，以确保换热效果和设备的稳定运行。
综上所述，浮头式换热器作为一种常见的换热设备，其工作原理简单清晰，通过管束和壳体之间的热量传递实现了热源介质与被加热介质之间的换热作用。
在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和介质特性进行合理的选择和设计，以确保设备的稳定运行和换热效果。
浮头式换热器
• 管程、壳程的流 向分布，以提高传热 系数。 • 常见的有弓形（又叫 圆缺形）和盘-环形。
折流板的布置
• 壳程折流板 的布置决定 了壳程中介 质的流向和 分布，常见 的几种布置 图。
折流板的布置要求
• • • 有了折流板，传热系数增大，但流动阻力随之增加。如果布置不合适，旁流增大，反而使传热系数 下降，效率降低。 折流板尺寸不当，管束安装困难 如下图，折流板缺口高度及板间距对流体流动的影响
冷却器如何控制水量
• 采用出口阀控制 • 采用入口阀控制水量弊多利少 入水量限死可引起冷却器内水流短路或流 速减慢，造成上热下凉，影响换热效果。 采用出口控制能保证流速和换热效果。
介绍金属的覆盖层保护
• 覆盖层保护：把容易腐蚀的金属遮盖一种致密的 屏障，以达到防腐蚀的目的。 • 覆盖层保护的方法很多，可分为：金属覆盖层、 非金属覆盖层、化学或电化学覆盖层、暂时性覆 盖层。 • 金属覆盖层的方法：电镀、化学镀、喷镀、渗镀、 浸镀、包覆。 • 非金属覆盖层的方法：刷漆、防腐涂料等。 • 化学或电化学覆盖层的方法：发黑发蓝处理、阳 极氧化、金属磷化。 • 暂时性覆盖层的方法：油封、石蜡封。
• 一、腐蚀 1、含硫、含酸的介质引起的腐蚀 2、应力腐蚀开裂 3、冷却水引起的腐蚀 • 二、机械和热应力损伤 1、热应力造成管头胀接松动 2、热应力造成管头焊缝裂纹 3、化学清洗、机械清理引起的损伤 4、振动产生的疲劳损伤 • 三、密封垫片的失效 浮头式换热器的大垫片共有四个
浮头式换热器的泄漏形式
防冲板、导流筒的作用
• 防冲板：防止壳程入口流体直接冲刷管束， 避免冲蚀管束和造成震动。 • 导流筒：避免流体的流动死角，提高传热 效率。 • 流动死角：流体不能流动的空间。
换热器-浮头换热器
浮头式换热器一、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6.4Mpa。
（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20%。
（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。
浮头式换热器
浮头式换热器一、换热器概况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。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
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。
换热器是化工、炼油广泛使用的重要的单元设备。
其在化工行业中投资约占总投资的10—20%，在炼油行业中投资约占总投资的35—40%，其重要性可想而知。
二、浮头式换热器换热器按换结构分类可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
而在炼油行业中，应用最多的是浮头式换热器，浮头式换热器主要由壳体、管束、管板、封头、浮头、外头盖、折流板和支座等部分组成。
其优缺点如下：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。
三、浮头式换热器常见故障及解决办法（1）换热管束泄漏换热器部件失效约70%为换热管，而换热管失效大多是两种原因导致的，第一，管束振动导致管子变薄，磨损失效。
第二，污垢沉积，管壁腐蚀穿孔。
一般情况下，维修人员可将管箱拆除，采取壳程打压的办法来判断哪根换热管泄漏，然后堵泄漏换热管，可维持运行。
如果换热管大面积泄漏的话，可整体更换换热器芯子。
（2）换热管堵塞当换热器投入运行后，就会伴随不同程度的结垢问题。
结垢导致传热性能变差，传热效率下降。
同时，还会引发垢下腐蚀。
为了恢复换热器的传热性能，维持正常生产，延长装置运行周期，可以选择在线清洗技术，离线清洗技术，化学清洗技术以及联合清洗技术进行清洗。
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浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而 另一端的管板可在壳体内自由浮动，见下图1。 壳体和管束对热膨胀是自由的，故而两种介 质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温 差应应。浮头端设计成可拆结构，使管束有 容易地插入或抽出壳体（也可设计成不可拆 的），这样为检修、清洗提供了方便。但该 换热器结构比较复杂，而且浮动端小盖在操 作时无法知道泄漏情况，因此在安装时特别 注意其密封。
图5所示结构为管束装入或抽出时，不需先将
浮头部分拆除，检修、安装及清洗等工作均 可在壳体外进行，比较方便。但是该结构的 壳体直径要比上述浮头换热器增大。浮头处 结Hale Waihona Puke 可做成图5（a）和（b）两种形式。
图6是浮头换热器中又一种形式，它是一种单
程浮头换热器，在管程出口处采用填料函结 构。图6（a）的结构在设计时应考虑浮动一 端的管板外径小于壳体内径，以便管束可以 在壳体内抽出。在浮头头盖相连接的出口管， 应尽量选用标准，以利安装与制造。
浮头式换热器的浮头部分结构，按不同的 要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能 在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部 分的检修、安装和清洗的方便。图2所示结构， 其浮头部分虽可以自由移动，但管束不能抽 出壳休。优点是在相同的壳体直径下，布管 数多，换热面积增加，但对于换热管外壁要 求经常清洗的情况，不宜采用此结构形式
图3所示为钩圈结构，在设计时必须考虑浮 头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di， 一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5 ㎜。这样，当浮头处的钩圈拆卸后，即可将 管束从壳体内抽出，以便进行检修、清洗。 浮头盖需在管束装入后才能进行装配，所以 在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要 空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作
用。随着浮头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长 期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不断的 改进和完善。 钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧 凑、便于制造和拆装方便。 目前钩圈的常用形式见图4。图4（a）为A型钩圈，在20 世纪50年代及以前的浮头式换热器中采用较多。钩圈厚度 通过强度计算决定。由于钩圈底部距浮头管板较远，使得 浮头端壳程介质的死角增大，减少管束的有效传热面积。 图4（b）为B型钩圈，为国外引进型式，钩圈厚度根据浮 头管板厚度加上经验值决定。一般B型钩圈厚度较A型钩 圈厚度薄。上紧浮头的双头螺柱，A型较B型长，螺柱的 稳定性也差。A型结构浮头管板和钩圈的斜槽均采用12°。 而B型结构由于浮头管板和钩圈的斜槽采用不同的倾角， 管板斜槽斜度18°，而钩圈为17°，钩部厚度为30㎜。 管板外径与钩圈内径的间隙控制在0.25~0.4㎜。这样在上 紧螺柱时，间隙将消失而使管板对钩圈起到支撑并控制钩 圈转角的作用，既保证螺柱的弯曲变形在允许范围内，又 保证有效密封作用