列管式换热器设计说明书

目录

一、课程设计目的 (2)

二、由给定的换热面积确定换热器主要结构 (3)

三、列管式换热器机械结构设计 (8)

四、其他结构设计 (10)

五、换热器机械设计（强度计算） (12)

六、心得体会 (14)

七、参考文献 (15)

列管式换热器设计说明书

一、课程设计目的

过程设备设计是学习化工设备设计基础知识，培养学生化工设备设计能力的重要教学环节，通过这一实践教学环节的训练，使学生掌握化工设备设计的基本方法，熟悉查询和正确使用技术资料，能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高，增强工程观念和实践能力。

已给设计条件：

名称管程壳程

物料名称循环水甲醇

工作压力0.45 0.15

操作温度40 70

推荐刚才10，Q235-A，16MnR

接管表：

符号公称尺寸，mm 用途

a 200 冷却水进口

b 200 甲醇蒸汽进口

c 20 放气口

d 80 甲醇物料出口

e 20 排净口

f 200 冷却水出口

管长，m

换热面积，2m

200 3

二、由给定的换热面积确定换热器主要结构

1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数目：

由由已知条件查表3-2换热管规格，取换热管为碳钢GB81635.225⨯φ的换热管

换热管数目：849

3

025.024.32000=⨯⨯=

=

l

d A n p

π

管程数：根据给定的任务固定管板式换热器，选择单管程 2、管子排列方式选择

选择正三角形排列

管板与换热管采取焊接，管心矩342536.136.10=⨯==d t

查表3-6得：

排管方式，正六角形对角线上管数b=33，弓形部分第一列排管6 得管子总数853

3、壳体内径

换热器的内径取决于传热管数、管心距和传热管的排列方式。对于单程换热器，壳体内径由下式确定：

mm

d b t D 5.1150255.232345.2)1(0

=⨯+⨯=+-=

圆整后去壳体内径为1200 4、折流板和支持板

列管式换热器壳程流体流通面积比管程流通面积大，为增大壳程流体的流速，加强其喘流程度，提高其表面传热系数，需设置折流板。折流板有横向和纵向两类，单壳程的换热器仅需设置横向折流板。折流板的布置一般应使靠近管板的第一块或最后一块折流板尽可能靠近壳程进出口接管。 折流板与管板的间距：

350

)

100()4()2

(21=+--+=b B L l

1L —壳程接管位置最小尺寸 2B —防冲板长度

折流板外直径

公称直径DN ＜400 ＞400，＜500 ＞500，＜900 ＞900，＜1300 ＞1300，＜1700 ＞1700，≤2000

折流板名义外直径 DN2.5

DN3.5 DN4.5

DN6 DN8

DN10

折流板外径允许偏差

-0.5

-0.8

-1.2

折流板的管孔查表

换热器折流板管孔尺寸及允许偏差/mm

换热管外径d 或无支撑跨距l

d ＞32或l ≤900

l ＞900且d ≤32

折流板管孔外径 d+0.8

d+0.4

管孔直径允许偏差

+0.3 0

的管孔直径4.254.00=+=d d

折流板的厚度查表根据壳体直径换热管无支撑长度

折流板厚度

壳体公称直径

DN

换热管无支撑长度

≤300 ＞300，≤600 ＞600，≤900 ＞900，≤1200 ＞1200，≤1500 ＞1500

厚 度

150～325 400～700 800～900 1000～1500 1600～2000

4 5 6

4 5 7 8 10

5 6 8 10 12

7 10 10 12 16

10 10 12 16 20

10 12 16 16 20

得折流板的厚度取8 5、防冲板

为了防止壳程物料进口处流体对换热管表面的直接冲刷，引起侵蚀及振动，应

在流体如楼处装置防冲板，以保护换热管。

防冲板周边与壳体内壁所形成的流通面积为壳程进口接管截面的1—1.25倍。防冲板的直径应大于接管外径50mm 取防冲板直径为250mm 防冲板的最小厚度：当壳程接管进口直径小于300mm 时，对不锈钢取板厚3mm 。

防冲板的形式：

6、拉杆，定距管

拉杆是使折流板与管板固定的结构

拉杆的形式

拉杆直径、数量、尺寸 查表

拉杆数量

公称直径DN/mm 拉杆直径/mm

＜400

≥400 ＜700 ≥700 ＜900 ≥900

＜1300 ≥1300 ＜1500 ≥1500 ＜1800 ≥1800

＜2000 10 12 16

4 4 4 6 4 4

10 8 6

12 10 6

16 12 8

18 14 10

24 18 12

拉杆直径/mm

换热管外径 10 14 19 25 32 38 45 57 拉杆直径

10

12

12

16

16

16

16

16