毕业设;固定管板式换热器设计说明书计
固定管板式换热器设计说明书 doc
固定管板式换热器设计说明书 doc湖南化工职业技术学院湖南化工职业技术学院前言随着我国国民经济的飞速发展，作为国民经济支柱产业的化工、石油化工等工业也在同步发展。
做为一名化工设备维修技术专业的毕业生，“固定管板式换热器”设计是学生在理论学习和生产实践的基础上迈向工程设计的一个转折点。
为了使这次的设计完整、全面、新颖、精湛和实用，我充分利用已有的专业基础知识和实际工作经验，最大限度地发挥自己的潜能，以达到学有所用。
本设计说明书主要有以下两个特点：一．常用的主要管壳式换热器设计及其所用的标准零部件、材料、力学应力分析、核技进行详细的解法、计算。
二．编入本设计说明书的设计用标准规范计算公式、数据、资料等均为可靠。
在设计过程中，参考了大量的有关数据和资料，也得到了学院领导、老师、同学的大力帮助，在此一并表示感谢！由于编者水平有限，设计中难免有不妥之处及错误。
敬请各位读者提出宝贵的意见和建议！祝2021届毕业生设计取得成功！- 1 -湖南化工职业技术学院目录一. 设计条件????????????????3 二.摘要??????????????????4 三.计算步骤与内容 1.换热器材料选择及论证???????????? 6 2.换热器筒体设计计算?????????????. 8 3.容器法兰的设计与选择????????????. 11 4.换热器管箱设计???????????????. 13 5.温差应力计算????????????????. 14 6.管板强度计算????????????????. 18 7.折流板计算?????????????????. 19 8.接管法兰选择????????????????. 20 9.开孔补强??????????????????. 22 10.支座设计?????????????????? 23 四.参考文献五.致谢语- 2 -湖南化工职业技术学院三．设计条件 1.操作介质壳程：煤油；管程:冷却水 2.操作压力壳程0.1MPa 管程0.6MPa 3.操作温度（入口/出口）：壳程30℃/40℃ 管程100/50℃ 4.程数壳程1 管程1 5.换热管外径25mm 总长6000mm 6壳程圆筒内直径1200mm- 3 -湖南化工职业技术学院二．固定管板换热器设计设计者：陶亚（湖南化工职业技术学院装备0912班）［摘要］主要设计的是固定管板换热器，针对换热器中所需要的材料，标准零件,结构尺寸大小，作了详细的分析，从而使换热器达到工艺要求。
固定管板式换热器工艺计算毕业设计说明书
摘要换热器是进行热交换操作的工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油的炼制和化学加工装置中，占有非常重要的地位。
固定管板式换热器的管束连接在管板上，管板与换热器壳体焊接。
其结构设计简单、制造方便、能承受较高压力、造价低；但材料的利用率不高；本设计严格按照要求，主要对固定管板式换热器进行工艺计算，结构设计和强度计算，采用的方法分别为：根据两流体的温度变化情况和物料性质，选择换热器类型；再根据物料操作条件，估算换热器的传热面积，然后求出总传热系数 K,核算传热面积；按照GB150-1998分别对换热器的各个部分结构进行选择、设计；严格按照 GB151-1999分别对封头、筒体、管板法兰进行强度计算和校核。
然后再结合石油、化工、制药、食品等行业实际而进行优化设计，解决了换热器设计中多目标之间相互矛盾的问题，以及提高材料的利用率，增强换热效果，节省了材料。
本换热器适用性强，用途广泛，具有非常广阔的发展前景。
关键词：换热器；管板；筒体；折流板；工艺计算；结构设计；强度计算AbstractHeat excha nger for heat excha nge operati on is a com mon process equipme nt. Widely used in chemical, petroleum, petrochemical, power, light in dustry, metallurgy, nu clear, shipbuildi ng, aviati on, heat ing and other in dustrial sectors. Particularly in the oil refi ning and chemical process ing un it, occupies an extremely importa ntpositi on. Fixed tube plate heat excha nger tubes conn ected to the tube sheet, tube sheet and shell weldi ng. Its simple structure, convenience, able to withstand high pressure, low cost; but the material utilization is not high; designed in strict accordance with the requirements of the standard GB151-1999, mainly on the fixed tube heat excha nger for process calculatio n, structural desig n and stre ngth calculati ons, the methods used were: two-fluid temperature cha nges accord ing to circumsta nces and n ature of the materials, select the type of heat excha nger; accord ing to the operating conditions of the material, estimate the heat transfer area, and then find the overall heat tran sfer coefficie nt K, acco un ti ng for heat tran sfer area; accordi ng to GB150-1998, were all part of the structure of the heat excha nger select ion and desig n; in strict accorda nce with GB151-1999, respectively, on the head, cylinder, pipe flange for strength calculation and check ing. Then comb ine the oil, chemical, pharmaceutical, food and other in dustries to optimize the desig n of practical and solve multi-objective desig n of heat excha nger betwee n the conflicting issues, and improve material utilization, enhanced heat transfer effect, savings in materials. The heat exchanger applicability, versatility, and has broad prospects for developme nt.Keywords: heat exchanger; bundle; tube plate; head; cylinder; flange; process calculation; structural desig n; stre ngth calculati on目录摘要 (I)Abstract .................................................... Il第一章绪论 (1)1.1选题背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)第2章设计方案 (3)2.1选择换热器的类型 (3)2.2物料流程安排 (3)第3章工艺计算 (4)3.1确定物性参数 (4)3.2估算传热面积 (4)3.3.1热流量 (4)3.3.2平均传热温差 (4)3.3.3传热面积 (5)3.3.4冷却水用量 (5)3.4工艺结构尺寸 (5)3.4.1管径和管内流速 (5)3.4.2管程数和传热管数 (5)3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (6)3.4.4传热管排列和分程方法 (6)3.4.5壳体内径 (7)3.4.6折流板 (7)3.4.7接管 (7)3.5换热器核算 (8)3.5.1热流量核算 (8)3.5.1.1壳程表面传热系数 (8)3.5.1.2管内表面传热系数 (9)3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (9)3.5.1.4计算传热系数 (9)3.5.1.5换热器的面积裕度 (10)3.5.2换热器内流体的流动阻力 (10)3.5.2.1管程流体阻力 (10)3.5.2.2壳程流体阻力 (10)3.5.3壁温核算 (11)3.6换热器主要结构尺寸和计算结果表 (12)第4章强度计算 (13)4.1壳体、管箱壳体和封头的设计 (13)4.1.1壁厚的确定 (13)4.1.2封头的设计 (14)4.1.3进出口的设计 (14)4.1.3.1接管外伸长度 (14)4.1.3.2接管与筒体、管箱壳体的链接 (14)4.1.3.3接管位置 (15)4.2管板与换热管 (15)4.2.1管板 (15)4.2.1.1管板结构 (15)4.2.1.2管板最小厚度 (16)4.2.1.3管板尺寸 (16)4.3壳体与管板、管板与法兰及换热管的连接 (16)4.3.1壳体与管板的连接结构 (16)4.3.2管板与法兰的连接 (17)4.3.3管子与管板 (17)4.4螺栓法兰连接设计 (17)4.4.1垫片选择 (18)4.4.2螺栓设计 (18)4.5管板设计 (18)第5章其他各部件结构 (20)5.1折流板 (20)5.1.1折流板管孔 (20)5.1.2折流板的布置 (21)5.2拉杆 (21)5.3防冲板 (21)5.4支座 (22)5.5膨胀节 (22)5.6鞍座的选择 (24)5.7各种可能情况下的应力校核 (27)5.7.1只有壳程设计压力而管程设计压力 (27)5.7.2只有管程设计压力而壳程设计压力 (34)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)第一章绪论1.1选题背景和意义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。
精品文档固定管板式换热器毕业设计说明书
摘要本设计说明书是是针对固液两相流降温换热设计,据要求设计为PN15DN400固定管板式换热器，主要进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。
设计首先根据给定的设计条件确定换热器总体设计方案--设计为三组换热器，然后对于每一级进行具体的设计。
每一级的设计过程为：前半部分为工艺计算，估算换热面积，计算传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算；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、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、开孔补强计算等。
关键词：固液两相流管壳式换热器管板封头膨胀节Abstracttechnology calculate of Mainly, the process of technology calculate is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area, and then, calculate is about the structure and intensity of the design. This part is just on the selected type of heat exchanger to design the heat exchanger’s components and parts ,such as identify specific size, the the 前言毕业设计是完成教学计划实现专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节。
它对提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力以及培养学生的工作作风、工作态度和处理问题等方面具有很重要的意义。
本次毕业设计的题目是液固两相流降温问题，针对此问题设计了三组换热器。
固定管板式换热器毕业设计
摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。
其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。
固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易堵管或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力，这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
关键词：固定管板式换热器压力容器目录第一章绪论 (1)1.1什么是管壳式换热器 (1)1.2管壳式换热器的分类 (1)第二章总体结构设计 (3)2.1固定管板式换热器结构 (3)第三章机械设计 (4)3.1工艺条件 (4)3.2 设计计算 (4)（1）管子数n (4)（2）管间距的确定 (5)（3）换热器壳体直径的确定 (5)(4)换热器壳体壁厚的计算 (6)（5）换热器封头的选择 (6)（6）容器法兰的选用 (6)（7）管板尺寸的确定 (7)（8）折流板的设计 (7)（9）膨胀节 (7)3.3换热管排列形式 (7)3.4筒体 (8)3.5管板的设计与计算 (10)3.6折流板 (11)3.6.1折流板各部尺寸 (11)3.6.2 折流板布置 (12)3.7拉杆、定距管 (13)3.8支座 (15)3.9接管 (16)3.10法兰 (18)3.10.1接管法兰 (18)3.11圆筒节的设计 (19)3.12各部分连接形式 (20)3.12.1封头和圆筒节连接 (20)3.12.2接管与壳体连接 (20)3.12.3管法兰与接管连接 (20)3.12.4换热管与管板连接 (21)3.12.5管板与壳体封头连接 (22)3.13 水压实验 (23)第四章技术要求 (24)第五章安装制造 (25)5.1换热器制造 (25)5.1.1筒体 (25)5.1.2封头与管箱 (25)5.1.3换热管 (25)5.1.4折流板 (25)5.1.5管板 (25)5.2换热器安装 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第一章绪论化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分[1]。
固定管板式换热器设计说明书
摘要本设计是关于固定管板式换热器的结构设计，主要进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。
本设计的前半部分是工艺计算部分，按照GB150-2011以及GB151-2014等国家标准以及技术标准等根据给定的设计条件进行换热器的选型，校核传热系数，计算出实际换热面积。
设计的后半部分主要是关于结构和强度的设计，根据已选定的换热器型式进行设备内部各零部件（如接管、定距管折流板、折流板、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体的尺寸、确定具体的位置、管板厚度计算等。
本设计以本着安全可靠、经济性好、传热效率高以及保护环境为原则进行的设计，符合工厂中的实际应用。
关于固定管板换热器设计的各个环节，本设计书中均有详细说明。
关键词：固定管板；管壳式换热器；结构设计AbstractThe design is fixed with respect to the structural design of the tube plate heat exchanger, mainly for the process to calculate heat exchanger, heat exchanger structure and strength design.The first half of this design is part of the calculation process, in accordance with GB150-2011 GB151-2014 and other national standards and technical standards in accordance with a given design conditions of the heat exchanger selection, check the heat transfer coefficient, to calculate the actual heat area. The second half of the design is mainly on the structure and strength of design, internal equipment all parts have been selected according to the type of heat exchanger (such as receivership, spacer tube baffles, baffles, pipe boxes, etc.) Design including: choice of materials, specific dimensions, determine the specific location of the tube plate thickness calculation.On all aspects of the fixed tube sheet heat exchanger design, the design specification is described in detail.Key Words: fixed tube plate; shell and tube heat exchanger；Structural Design目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章设计任务、思想 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计思想 (1)第2章换热器的工艺设计 (2)2.1换热器的工艺条件 (2)2.2估算设备尺寸 (2)2.2.1计算传热管数N T (2)2.2.2计算壳程直径D (3)第3章换热器零部件的结构设计 (4)3.1换热管 (4)3.1.1换热管的型号和尺寸 (4)3.1.2换热管的材料 (4)3.1.3换热管排列方式以及管心距 (4)3.2折流板 (5)3.2.1折流板的主要几何参数 (5)3.2.2折流板和壳体间隙 (6)3.2.3折流板厚度 (6)3.2.4折流板的管孔 (6)3.2.5材料的选取 (6)3.3拉杆、定距管 (6)3.3.1拉杆的结构形式 (7)3.3.2拉杆直径、数量和尺寸 (7)3.3.3拉杆的布置 (8)3.4防冲板 (8)3.5接管 (8)3.5.1接管（或接口）的一般要求 (8)3.5.2接管高度（伸出长度）确定 (8)3.6管箱 (9)3.7管板结构尺寸 (10)3.8封头 (11)3.9法兰结构类型 (12)3.10垫片的选取 (12)3.11鞍座的选取 (12)第4章换热器的机械结构设计 (14)4.1传热管与管板的连接 (14)4.2管板与壳体的连接 (14)4.3 管板与管箱的连接 (16)第5章换热器的强度设计与校核 (17)5.1壳体、管箱的壁厚计算 (17)5.1.1 壳体 (17)5.1.2 管箱 (18)第6章部分管件零部件的校核计算 (19)6.1壳程圆筒 (19)6.2 管箱圆筒 (19)6.3 换热管 (20)6.4 管板 (20)6.5 管箱法兰 (21)6.6 壳体法兰 (21)6.7 系数 (22)6.8 计算管板参数 (22)第7章换热器的制造、检验、安装与维护 (24)7.1换热器的制造、检验与验收 (24)7.1.1筒体 (24)7.1.2 换热管 (24)7.1.3管板 (25)7.1.4 折流板、支持板 (25)7.1.5 管束的组装 (25)7.1.6 换热器的组装 (25)7.1.7 压力试验 (25)7.2 换热器的安装、试车与维护 (25)7.2.1安装 (25)7.2.2 试车 (26)7.2.3 维护 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章设计任务、思想1.1 设计任务本设计的课题为固定管板式冷却器结构设计，设计包括结构设计和强度设计。
固定管板式换热器毕业设计
绪论 (3)第一章工艺计算 (8)1.1初步估算传热面积 (9)1.1.1热流量计算 (9)1.1.2冷却水用量计算 (9)1.1.3平均传热温差计算 (9)1.1.4初算传热面积 (9)1.2工艺结构及尺寸计算 (10)1.2.1换热管参数计算 (10)1.2.2壳程参数计算 (12)1.2.3折流板选择及参数计算 (13)1.2.4接管参数计算 (14)1.3换热器核算 (14)1.3.1传热面积校核 (14)1.3.2管内表面传热系数 (15)1.3.3传热面积校核 (17)1.4换热器内压降的核算 (18)1.4.1管程阻力计算 (18)1.4.2壳程阻力 (18)1.5工艺计算结果汇总 (19)第二章强度计算 (20)2.1换热器壁厚设计计算 (21)2.1.1壳程壁厚设计计算 (21)2.1.2管箱短节壁厚设计校核 (21)2.1.3封头壁厚设计校核 (22)2.1.4左端平盖封头的设计校核 (24)2.2换热管失稳应力分析 (25)2.3补强判别 (25)2.3.1开孔补强计算方法判别 (26)2.3.2开孔所需补强面积 (26)2.4密封装置选型及设计 (29)2.4.1垫片选型与设计 (29)2.4.2压力容器法兰设计 (30)2.4.3管法兰设计 (33)2.5管板设计及校核 (34)2.5.1管板计算的有关参数的确定 (34)2.5.2计算各参数和系数 (34)2.5.3管板的应力校核及评定 (39)2.6 接管 (41)2.7支座的设计计算及校核 (43)2.7.1选型 (43)2.7.2支座安装位置的确定 (44)2.7.3鞍座主要尺寸的确定 (45)2.7.4鞍式支座的计算及校核 (46)2.7.5鞍座内力的分析 (48)2.8拉杆 (49)2.9定距管 (50)2.10焊接结构设计 (50)2.10.1焊接接头选择 (50)2.10.2 焊接方法选择 (51)2.10.3主要焊接结构 (52)参考文献 (56)致谢 (56)绪论目前压缩机被广泛应用在空分、冶金、化肥、化工、制药、动力站等领域。
毕业设计(论文)流量为200th双管程固定管板式换热器设计(全套图纸)
Compute in the traditional craft in include to transmit heat an area calculation, spread a calories calculation and transmit heat coefficient to really settle and change hot path inside the tube and change hot tube model number of choice, and transmit heat coefficient, press to decline and checking of wall calculate etc. problem.
Key word: Change a hot machine; Float to take care of plank; Transmitheat a calculation; The strength school checks
固定管板式换热器
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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沈阳化工大学学士学位论文
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。
固定管板式换热器毕业设计论文
固定管板式换热器中文摘要换热器是工业生产中最常用的设备，在不同工作条件下对换热器性能要求不同，它是冷热流体间传递热量的设备。
本次设计为固定管板式换热器，固定管板式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、封头等组成。
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。
在传热计算工艺中，包括传热面积计算，传热量、传热系数的确定和换热器内径及换热管型号的选择，以及传热系数、压降及壁温的验算等问题。
在强度计算中主要讨论的是筒体、管箱、封头、管板厚度计算以及折流板、法兰、垫片和接管、支座、等零部件的设计，还要进行一些强度校核。
本设计是按照GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》设计的。
换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处见，是不可缺少的工艺设备之一。
随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果。
关键词：换热器；设计；校核；固定管板式AbstractHeat exchanger is the most commonly used equipment in industrial production, the requirements of different heat exchanger performance under different working conditions, it is the equipment of heat transfer between cold and hot fluids.The design for the fixed tube plate heat exchanger, fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of a tube box, tube plate, shell, heat pipe, baffle plate, rod, tube, head distance etc.. Fixed tube plate heat exchanger by the two ends of tube plate and the shell. Because of its simple structure, more extensive use of. Fixed tube plate heat exchanger tube side and shell, through the fluid of different temperature, through the heat exchange heat. When the two fluid temperature difference is larger, in order to avoid high temperature stress, usually in the shell in the appropriate location, adding a compensation coil (expansion). When the shell and tube heat expansion compensation ring is not at the same time, the slow elastic deformation to compensate for the thermal stress caused by thermal.In the calculation of the heat transfer process, including heat transfer area calculation, heat transfer, the determination of heat transfer coefficient and the heat exchanger tube diameter and the choice ofmodels of the heat exchange, and the heat transfer coefficient, pressure drop and wall temperature calculation etc.. Discussion on the calculation of strength is the design of cylinder, tube box, head, tube plate thickness calculation and the baffle plate, flange, gasket and takeover, support, etc, but also some strength check. This design is in accordance with the design of GB151 《shell and tube type heat exchanger》and GB150 《steel pressure vessel》The heat exchanger is very extensive applications in various fields of industry, agriculture, in the daily life of heat transfer equipment also can see, is one of the indispensable process equipment. With the in-depth research, industrial application has achieved the results attract people's attention.Keywords: heat exchanger; design; check; fixed tube plate目录文献综述................................ 错误！未定义书签。
固定管板式换热器的设计说明书
某某化工职业技术学院第1页
管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。
它包括:固定管板式换热器、U 型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。
管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。
管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。
另一个对换热器热力性能有较大影响的根本元件是折流板〔或折流杆〕。
管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力与操作运行的安全可靠性。
1〕工作原理：
管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。
管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。
2〕主要技术特性：
某某化工职业技术学院第5页
由于介质为清洁的液体，不需要进展机械清洗。
因此选正三角形排列
2、换热器换热面积与管板布管区当量计算换热面积采用多管程结构，利用图画法估算出管子根数与管子分布。
因为管子与管板采用焊接结构
管子中心距取：mm d a o 3225.312525.125.1≈=⨯==
管子最外层管子中心距距壳体内外表距离不小于mm d o 5.2210252
1
)1021(=+⨯=+
管子数目225
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董家洪版固定管板式换热器的设计说明书
换热器设计说明书班级：应化1137班设计者：贾向阳董家洪学号：23号24号策划时间：2012-12前言本书是根据设计课题“列管式换热器”的整体设计过程编写而来的。
针对这个课题，我们到实训楼B区实验室进行了实习，在那里，我们通过参观、讲座、图纸相结合的方式对换热器的各个零部件及其具体结构、加工制造方法等有一定的了解，为这次设计和本书的编写奠定了基础。
本书共分为六部分：第一部分绪论，主要是列管式换热器的应用、优点及选题背景的介绍。
第二部分工艺计算，通过热量计算，阻力计算来选用合适型号的列管式换热器。
第三部分结构及强度计算，充分运用各种标准及设计准则对列管式换热器的各零部件进行结构设计，并对其危险截面进行应力计算与应力校核，以保证其安全性。
第四部分列管式换热器的制造工艺，主要介绍了列管式换热器的制造工艺和装配流程，管板的加工等。
第五部分是关于列管式换热器的检验、安装、使用和维修。
第六部分个人小结，是对本次毕业设计的总结和毕业设计后的感想。
在这次设计中，我得到了化工原理老师和实训老师的热心帮助和大力支持，同时也得到了设计组同学的许多帮助，在此特向他们表示真诚的感谢。
由于本人知识水平有限，经验不足，本书中一定存在不少缺点和错误，请各位评审老师提出宝贵的指正意见。
设计者：贾向阳董家洪时间：2012年12月目录任务书..........................................................................................A 前言.............................................................................................B 目录.............................................................................................C 第一章设计方案简介 (1)第一节设计目的 (1)第二节该设备的作用及在生产中的应用 (1)第三节工艺流程示意图 (1)第四节运用该设备的理由 (2)第五节设备的结构特点 (2)第六节设计方案的确定 (2)第二章化工简介 (6)第一节化工设备简介 (6)第二节换热器简介 (7)第三章各种计算 (8)第一节设计任务和操作条件 (8)第二节确定方案 (8)第三节确定物性 (8)第四节估算传热面积 (8)第五节工艺结构尺寸 (9)第六节换热器校核 (11)第四章设计总结与评述 (14)第一节总结与评述 (14)第二节在设计中遇到的问题的处理 (15)附录 (15)参考文献 (15)图纸 (16)摘要 (18)第一章设计方案简介一、设计目的课程设计是化工原理课程教学中综合性和实际性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
毕业设;固定管板式换热器设计说明书计
本科毕业设计说明书固定管板式换热器的整体设计ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGER学院（部）：机械工程学院专业班级：过控09—2班学生姓名：王宁指导老师：伍广教授2013年 06 月 08 日固定管板式换热器设计摘要换热设备在炼油、石油化工以及在其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。
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。
本次设计主要是针对用于煤化工工业中用于变换气和半水煤气的换热用换热器。
此次设计的换热器不仅达到了降低变换气温度的作用，同时还吸收了变换气放出的废热，用于加热半水煤气。
再设计中进行对物料及热量衡算，并对换热器整体机构进行计算和对换热器的基本附件进行选择和设计。
最后绘出非标零件图和装配图。
关键词：流量，换热面积，结构设计，换热管，管板，封头，壳体ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGERABSTRACTHeat exchanger in oil refining, petrochemical, and widely used in other industries, it is suitable for cooling, heating, evaporation and condensation, heat recovery, and various other aspects. Fixed 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 is mainly used for heat exchange of heat exchanger used in gas and water gas for coal chemical industry. Heat exchanger of the design not only can reduce the air temperature change effect, it also absorbs the waste heat released for heating ventilation, semi water gas. In the design of the material and heat balance, the basic accessories heat exchanger and whole body were calculated and the heat exchanger selection and design. Finally I draw the non-standard parts drawing and assembly drawing.KEYWARDS：discharge, the heat exchange area,structural design, heat exchange tube, tube sheet, heads, housings目录摘要 ............................................... 错误!未定义书签。
固定管板式换热器毕业设计37页word文档
绪论 (2)第一章工艺计算 (6)1.1初步估算传热面积 (6)1.1.1热流量计算 (6)1.1.2冷却水用量计算 (6)1.1.3平均传热温差计算 (6)1.1.4初算传热面积 (6)1.2工艺结构及尺寸计算 (7)1.2.1换热管参数计算 (7)1.2.2壳程参数计算 (8)1.2.3折流板选择及参数计算 (9)1.2.4接管参数计算 (9)1.3换热器核算 (10)1.3.1传热面积校核 (10)1.3.2管内表面传热系数 (10)1.3.3传热面积校核 (11)1.4换热器内压降的核算 (11)1.4.1管程阻力计算 (12)1.4.2壳程阻力 (12)1.5工艺计算结果汇总 (12)第二章强度计算 (13)2.1换热器壁厚设计计算 (13)2.1.1壳程壁厚设计计算 (13)2.1.2管箱短节壁厚设计校核 (14)2.1.3封头壁厚设计校核 (14)2.1.4左端平盖封头的设计校核 (15)2.2换热管失稳应力分析 (16)2.3补强判别 (16)2.3.1开孔补强计算方法判别 (16)2.3.2开孔所需补强面积 (17)2.4密封装置选型及设计 (19)2.4.1垫片选型与设计 (19)2.4.2压力容器法兰设计 (19)2.4.3管法兰设计 (21)2.5管板设计及校核 (22)2.5.1管板计算的有关参数的确定 (22)2.5.2计算各参数和系数 (22)2.5.3管板的应力校核及评定 (25)2.6 接管 (26)2.7支座的设计计算及校核 (27)2.7.1选型 (27)2.7.2支座安装位置的确定 (28)2.7.3鞍座主要尺寸的确定 (28)2.7.4鞍式支座的计算及校核 (29)2.7.5鞍座内力的分析 (30)2.8拉杆 (31)2.9定距管 (32)2.10焊接结构设计 (32)2.10.1焊接接头选择 (32)2.10.2 焊接方法选择 (33)2.10.3主要焊接结构 (33)参考文献 (35)致谢 (35)绪论目前压缩机被广泛应用在空分、冶金、化肥、化工、制药、动力站等领域。
固定管板式换热器设计说明书
固定管板式换热器设计说明书一、设计背景与要求二、设计原理固定管板式换热器由固定的管束和管板组成，通过管束内的流体和管板外的流体之间的传热，实现热能转移。
其主要设计原理为热量的对流传递和热量的传导传递。
设计时需要根据流体的性质和要求确定换热系数和传导热阻，并通过计算和优化得出合理的设计。
三、操作参数1.温度：设计时需要确定换热器的设计工作温度范围，包括入口和出口温度，以及最大温度差。
2.压力：设计时需要确定换热器的设计工作压力范围，包括入口和出口压力，以及最大压力差。
3.流量：设计时需要确定流体的流量和流速，以便计算换热器的传热能力。
4.材料：选择合适的材料以满足操作参数和流体性质的要求。
四、结构特点1.管束：固定管束的结构形式多种多样，包括普通绕管式、螺旋绕管式、折流板绕管式等。
设计时需要根据传热效果和结构特点选择合适的管束类型。
2.管板：固定管束通过管板支撑和固定，管板的结构形式多样，包括单管板和多管板。
设计时需要考虑流体的流动和换热效果，选择合适的管板形式。
3.密封：固定管板式换热器的密封性能直接影响其工作效果，设计时需要充分考虑密封结构和材料，确保换热器的可靠性和密封性。
4.清洗：固定管板式换热器的管束和管板之间的间隙较小，难以进行清洗和维护。
设计时需要充分考虑清洗装置和维护便利性，保证换热器的正常运行。
五、设计方案1.确定操作参数：根据实际应用需求和流体性质，确定换热器的操作参数，包括温度、压力、流量等。
2.选择管束类型：根据传热效果和结构特点，选择合适的管束类型，包括普通绕管式、螺旋绕管式、折流板绕管式等。
3.设计管板形式：根据流体的流动和换热效果，选择合适的管板形式，包括单管板和多管板。
4.确定密封结构：根据换热器的工作要求，选择合适的密封结构和材料，确保换热器的可靠性和密封性。
5.考虑清洗装置：充分考虑清洗装置和维护便利性，确保换热器的清洗和维护工作能够顺利进行。
六、施工与使用1.施工流程：根据设计方案，进行换热器的制造和安装，确保施工质量和进度。
固定管板式换热器设计说明
固定管板式换热器设计说明I.设计目标：1.提高换热效率，实现最大热量转移；2.保证设备安全、稳定运行；3.尽量减少设备的体积和重量；4.提高设备的可维护性和可操作性；II.设计原则：1.选择合适的换热介质：根据被换热介质的性质（如温度、压力、腐蚀性等）选择合适的密封材料和换热板材料，确保设备的安全运行；2.设计合理的传热面积：根据被换热介质的流量和温度差，确定合适的板式换热器传热面积，实现最大热量转移；3.合理布置管板：根据被换热介质的流动特性，优化管板布置，提高流体流动性能和传热效率；4.选择适当的管板间距：根据换热介质的流量和传热面积，选择合适的管板间距，确保流体在管板内的流动速度和压降符合设计要求；5.设计合理的流体流动方式：根据被换热介质的性质和换热要求，选择合适的流体流动方式（如并流、逆流等），实现最佳的换热效果；6.考虑维修和清洗：设计易于维修和清洗的结构，方便设备日常维护和保养；7.防止污垢和结垢：通过控制管道中的流速和换热介质的水质，减少污垢和结垢对设备性能的影响；8.优化耐压和密封性能：确保设备的耐高压性能和良好的密封性，以确保设备的安全运行。
III.设计步骤：1.确定换热介质的流量、温度和压力等参数；2.根据换热介质的物理性质，选择合适的板式换热器材料和密封材料；3.根据换热介质的流动性质，确定合适的板式换热器结构和管板布置方式；4.通过计算，确定换热器的传热面积和管板间距；5.进行流体流动和传热性能的模拟计算，评估设计方案的可行性和效果；6.设计合适的进出口管道和支撑结构，确保设备的安全运行；7.形成设计图纸，进行详细设计和制造工艺规范；8.考虑设备的安装和调试要求，进行现场施工和设备调试；9.设备投入运行后，进行定期检查和维护，确保设备的稳定性和安全性。
IV.设计注意事项：1.选择合适的板式换热器材料和密封材料，确保其耐高温、耐腐蚀性能；2.注意换热介质的流量和温度的变化，选择合适的管板间距和传热面积；3.注意不同介质之间的热交换面积和流速的平衡，以确保换热效率；4.根据实际情况，选择合适的管板布置方式，以优化流体流动性能；5.注意管道的布置和支撑结构的设计，确保设备的稳定运行；6.注意管道的清洗和维护，确保设备的长期稳定运行；7.注意设备的安装和调试，确保设备的安全性和可操作性。
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毕业设;固定管板式换热器设计说明书计The final revision was on November 23, 2020本科毕业设计说明书固定管板式换热器的整体设计ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGER学院（部）：机械工程学院专业班级：过控09—2班学生姓名：王宁指导老师：伍广教授2013年 06 月 08 日固定管板式换热器设计摘要换热设备在炼油、石油化工以及在其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。
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。
本次设计主要是针对用于煤化工工业中用于变换气和半水煤气的换热用换热器。
此次设计的换热器不仅达到了降低变换气温度的作用，同时还吸收了变换气放出的废热，用于加热半水煤气。
再设计中进行对物料及热量衡算，并对换热器整体机构进行计算和对换热器的基本附件进行选择和设计。
最后绘出非标零件图和装配图。
关键词：流量，换热面积，结构设计，换热管，管板，封头，壳体ON THE OVERRALL DESIGN OF FIXED TABE PLATEHEAT EXCHANGERABSTRACTHeat exchanger in oil refining, petrochemical, and widely used in other industries, it is suitable for cooling, heating, evaporation and condensation, heat recovery, and various other aspects. Fixed 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 is mainly used for heat exchange of heat exchanger used in gas and water gas for coal chemical industry. Heat exchanger of the design not only can reduce the air temperature change effect, it also absorbs the waste heat released for heating ventilation, semi water gas. In the design of the material and heat balance, the basic accessories heat exchanger and whole body were calculated and the heat exchanger selection and design. Finally I draw the non-standard parts drawing and assembly drawing.KEYWARDS：discharge, the heat exchange area,structural design, heat exchange tube, tube sheet, heads, housings目录.1 绪论化工设备简介化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分。
然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位，由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及各种容器开孔接管所组成，通常为压力容器，因为压力容器是化工设备的主体，对其化工生产过程极其重要，国家对其每一步都有具的标准对其进行规范，如：中国《压力容器安全技术监察规程》、GB150—2011《钢制压力容器》、GB151—2012《管壳式换热器》等。
在其中能根据不通的操作环境选出不同的材料，查出计其允许的工作压力，工作温度等。
换热器概述换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。
在工业生产过程中，进行着各种不同的热交换过程，其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺的指标，以满足生产过程的需要。
此外，换热设备也是回收余热，废热，特别是低品位热能的有效装置。
换热设备在炼油、石油化工以及在其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。
对同一种形式的换热器，由于各种条件不同，往往采用的结构亦不相同。
在工程设计中，除尽量选用定型系列产品外，也常按其特定的条件进行设计，以满足工艺上的需要（得到适合工况下最合理最有效也最经济的便于生产制造的换热器等等）〔1〕。
板式换热器板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备。
它具有传热效率高，阻力损失小，结构紧凑，拆装方便，操作灵活等优点。
目前广泛应用于冶金、机械、电力、石油、化工、制药、纺织、造纸、食品、城镇小区集中供热等各个行业和领域〔1〕。
管壳式换热器的分类根据管壳式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式、滑动管板式、双管式等〔2〕。
1、固定管板式换热器固定管板式换热器的典型结构如下图所示。
管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵塞或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力。
这种换热器适用于壳测介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳测压力不高的场合〔2〕。
一般固定管板式换热器的结构如图1—1。
图1—1 固定管板式换热器结构图（图片来源于GB151-2012）2、浮头式换热器浮头式换热器的典型结构如下图所示。
两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称浮头。
浮头由浮头管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。
管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力。
浮头换热器的特点是管间与管内清洗方便，不会产生热应力；但其结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗大，且浮头端小盖在操作中无法检验，制造时对密封要求较高。
适用于壳体与管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合〔2〕。
一般浮头式换热器的结构如图1—2。
图1—2 浮头式换热器结构图（图片来源于GB151-2012）3、U形管换热器〔2〕U形管式换热器的典型结构如下图所示。
这种换热器的结构特点是，只有一块管板，管束由多根U形管组成，管的两端固定在同一根管板上管子可自由伸伸缩。
当壳体与U形换热管有温差时，不会产生热应力〔2〕。
一般U形管换热器的结构如图1—3。
图1—3 U形管换热器结构图（图片来源于某换热器工厂宣传图）由于弯管曲率半径的限制，其换热管排布较少管束最内层管间距较大，管板的利用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利，当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的U形管才便于更换，内层换热管坏了不能更换，只能堵死，而且坏一根U形管相当于坏两根管，报废率较高。
U形管结构比较简单、价格便宜、承压能力强、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需清洗、又不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。
特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。
4、填料函式换热器填料函式换热器的典型结构如下图所示。
这种换热器的结构特点与浮头式换热器相类似，浮头部分露在壳体以外，在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函式密封结构。
由于采用填料函式密封结构，使得管束在壳体轴向可自由伸缩，壳壁与管壁不会产生热变形差，从而避免可热应力。
其结构较浮头式换热器简单，加工制造方便，节省材料，造价比较低廉，且管束从壳体内可以抽出你，管内，管间都能清洗，维修方便〔2〕。
一般填料函式换热器的结构如图1—4。
图1—4 填料函式换热器结构图（图片来源于GB151-2012）管壳式换热器结构管壳式换热器的主要零部件有壳体、接管、封头、管板、换热管、折流元件等，对于温差较大的固定管板式换热器，还应包括膨胀节。
管壳式换热器的结构应该保证冷、热两种流体分走管程和壳程，同时还要承受一定温度和压力的能力。
1、管板：管板是换热器的重要元件，主要是用来连接换热器，同时将管程和壳程分隔，避免冷热流体相混合。
当介质无腐蚀或有轻微腐蚀时，一般采用碳素钢、低合金钢板或其锻件制造〔3〕。
2、管子与管板的连接：管子与管板的连接必须牢固，不泄漏。
既要满足其密封性能，又要有足够的抗拉强度。
其连接形式主要有强度胀接、强度焊接、胀焊结合]〔13〕。
3、管箱：其作用是把管道中来的流体均匀分布到各换热管中，将换热管内流体汇集在一起送出换热器〔3〕。
4、折流板和支承板：壳程内侧装设折流板或支承板，折流板的作用是组壳间流道，使流体以适当的流速冲刷管束，提高传热系数，改善传热效果，以达到一定的传热强度。
常用的折流板有弓形和圆环形两种，弓形折流板又分为单弓形、双弓形和三弓形〔3〕。
5、拉杆和定距管：折流板的安装一般是用拉杆和定距管组合并与管板固在一起。