固定式双管板换热器的设计方法
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计【摘要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点，并给出了几点需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
【关键词】双管板换热器；结构设计；问题所谓的换热器，就是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。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
而双管板换热器比一般的换热器结构复杂，因此在设计过程中要更加重视。
基于此，本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
1.设计条件某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。
该设备壳程介质为氯气，管程介质为循环水，如果两个介质发生泄漏，相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸，对该设备造成严重的腐蚀。
所以该设备选择双管板换热器，为绝对避免壳程介质与管程介质相接触，设置积液程结构，并设有放空口和排净口（取样口）进行泄漏检测，该设备结构如图1所示。
2.设计计算本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定，其他受压元件的计算方法，与普通的单管板换热器计算方法相同，计算时可参考GB151—1999等相关规范···，这里不再赘述。
2.1管板强度计算双管板换热器的设计计算，在我国现行的标准规范GBl51中，没有该结构形式的管板厚度计算方法。
由此，本文参考TEMA标准及文献[2]，认为双管板换热器的管程管板（也称外管板）和壳程管板（也称内管板）都能单独满足相应设计工况的设计前提下，确定该换热器管板厚度的计算方法。
（1）管程管板厚度计算。
运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时，管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板，设计参数按以下情况考虑：①设计压力和设计温度按管程工况确定；②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定；③管板与换热管的连接为强度焊；④换热管长度为换热管总长度，换热管有效长度为管程管板内侧间的距离，换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。
双管板换热器的设计与制造
双管板换热器的设计与制造简介双管板换热器是一种广泛应用于化工、制药、石油、食品等行业的换热设备。
其主要作用是将一个流体的热量传递给另一个流体，从而达到加热、冷却、蒸发等处理目的。
相比于传统的管壳式换热器，双管板换热器具有体积小、传热效率高、维修方便等优点，因此被广泛应用。
本文将从双管板换热器的设计、制造和使用等方面进行介绍。
设计热传递计算双管板换热器的设计需要进行热传递计算，以确定板片的数量和表面积。
一般情况下，热传递计算需要考虑以下因素：•流体的温度、压力和流量•热传递系数•固体传热能力•换热器的体积和形状•板片的布局和数量•热负荷和热效率要求在进行热传递计算时，可以使用一些工具和软件来辅助计算。
例如，可以使用ANSYS FLUENT软件对流体和固体传热进行模拟和计算。
此外，还需要考虑流体和固体之间的传热方式，包括对流、辐射和传导等。
板片的设计板片的设计是双管板换热器中最重要的部分之一。
一般情况下，板片的设计需要考虑以下因素：•材料的选择：板片材料需要具有良好的耐腐蚀性和传热性能，常见的材料包括不锈钢、镍合金等。
•板片的形状和大小：板片的形状和大小需要根据换热器的具体应用来确定，一般情况下，板片的宽度在2-10mm之间，间距在2-10mm之间，板片总面积应当满足热传递计算的需求。
•板片的密度和布局：密度和布局的选择需要考虑到流体的流量和热负荷等因素，一般情况下，板片的间距和布局需要满足流体的流速和热传递计算的需求。
•板片的安装方式：板片的安装方式需要考虑到维修和清洗等因素，一般情况下，板片需要可以方便的拆卸和安装。
其他设计因素除了板片的设计之外，双管板换热器的设计还需要考虑以下因素：•进出口管道的设计：进出口管道需要满足流量和压力的要求，一般情况下，可以使用方形、圆形或矩形形状的进出口管道。
•头部和底部的设计：头部和底部需要满足与板片的对接要求和防泄漏要求，一般情况下，可以使用法兰连接、焊接或密封槽连接等方式。
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。
固定管板式换热器设计-过程设备设计课程设计
目录1.换热器选型和工艺设计 (3)1.1设计条件 (3)1.2换热器选型 (3)1.3工艺设计 (3)1.3.1传热管根数的确定 (4)1.3。
2传热管排列和分程方法 (4)1。
3。
3壳体内径 (4)2 换热器结构设计与强度校核 (4)2。
1 管板设计 (4)2.1。
1管板材料和选型 (5)2.1。
2管板结构尺寸 (5)2。
1。
3管板质量计算 (6)2.2法兰与垫片 (6)2.2.1管箱法兰与管箱垫片 (7)2。
3 接管 (8)2.3。
1接管的外伸长度 (9)2。
3.2 接管位置设计 (9)2。
3。
3 接管法兰 (11)2.4管箱设计 (12)2.4.1管箱结构形式选择 (12)2.4.2管箱最小长度 (12)2.5 换热管 (13)2.5。
1 布管限定圆 (13)2.5。
2 换热管与管板的连接 (13)2。
6 拉杆与定距管 (14)2.6.1 拉杆的结构形式 (14)2.6。
2 拉杆的直径、数量及布置 (14)2。
6.3 定距管 (15)2。
7防冲板 (15)2。
7。
1防冲板选型 (15)2.7.2防冲板尺寸 (16)2.8 折流板 (16)2.8。
1 折流板的型式和尺寸 (16)2。
8.2 折流板的布置 (17)2。
8。
3 折流板重量计算 (17)3。
强度计算 (18)3。
1壳体和管箱厚度计算 (18)3.1。
1 壳体、管箱和换热管材料的选择 (18)3。
1.2 圆筒壳体厚度的计算 (19)3.1.3 管箱厚度计算 (19)3。
2 开孔补强计算 (20)3。
2.1 壳体上开孔补强计算 (21)3.3 水压试验 (21)3。
4支座 (22)3。
4.1支反力计算如下： (22)3。
4.2 鞍座的型号及尺寸 (23)4焊接工艺设计 (24)4.1.壳体与焊接 (24)4。
1 .1壳体焊接顺序 (24)4。
1。
2 壳体的纵环焊缝 (25)4。
2 换热管与管板的焊接 (25)4.2.1 焊接工艺 (25)4.2.2 法兰与短节的焊接 (26)4。
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计一、双管板换热器结构设计准备工作（一）结构初步规划对于一项双管板换热器而言，其结构主体上有4块管板，主要结构状态如下：首先是法兰式管程侧管板，有两块，其与管箱法兰之间的连接使用垫片以及螺柱，同时联通换热管、管道共同组成管程。
换热管与管程侧管板之间的连接可采用贴胀与强度焊联合方式，在介质选择上也适应于条件偏向苛刻程度的介质。
非法兰式的壳程侧管板与壳体之间的的连接让壳程更具完整性，在换热管与壳程侧管板之间的连接方式为强度胀接。
在结构中，壳程管板与换热管之间又可以构成两腔积液程，由此产生形态特殊的四腔结构。
（二）選材控制材料的选择关系到双管板换热器的使用稳定性以及安全性，因此选材是结构设计的关键。
在材料选择方面，首先应考虑介质特性，重点放在抗腐蚀方面，并根据用户需求加以调整，保障在压力以及操作温度方面不会对工艺性能产生不良影响。
换热管与管程侧管板之间的连接使用贴胀加强度焊型式，锻件级别为Ⅱ级。
由于换热管与壳程侧管板之间的连接属于强度胀接，因此要求管板质量高，故锻件级别为Ⅲ级。
同时，鉴于管板材料在硬度值方面要与双管板换热器约在HB20-30之间，从理论上来说不锈钢管板与换热管之间的硬度应属于同一水平，但在实际硬度测量中发现，硬度变化能够通过材料供应以及材料选择实现。
在具体设计制造环节中，设计人员同样需要对换热管与管板管孔之间的间隙严格把关，利用“特殊紧配合”原则减少管板材料与换热管之间由于硬度差带来的不良影响。
需要注意的是，换热管HBW硬度要求应在评定实验中明确指出。
二、结构设计要点（一）布管操作以某实际设计为例，换热管外径19mm用户将布管间距设置为23.75mm，将排列方式要求为转角正三角形，因此理论上来说孔桥宽度只能够为4.75mm，在制造中胀接环节操作具有一定难度。
按照双管板换热器传统经验结合相关企业自行加工制造能力，可将换热管与管板之间的胀接设定为液袋柔性胀接，其作用原理如下：当液体压力不断上升过程中，换热管受到压力后会出现变形，并且随着压力的增大变形程度也会加大（此变形属于弹性变形），之后在达到塑性变形程度时会被挤压至管板孔壁部位。
双管板换热器设计_计算和制造工艺_钱利科
关键词：换热器 双管板 结构设计 强度计算 胀管方法
１ 双管板换热器的概述
双 管 板 换 热 器 一 般 有 两 种 型 式：普 通 型 双 管 板 和整块式双管板。 在 实 际 应 用 中，采 用 普 通 型 双 管 板较为普遍，而 整 块 式 管 板 加 工 复 杂，所 以 很 少 使 用。
４．２．１ 壳 程 管 板 设 计 参 数 设计压力和设计温度分别按壳程及聚液程工况
确定。换热管和壳程壁温按管程及壳程工况确定。 管板与换热管的连 接 为 胀 接，换 热 管 的 有 效 长 度 为 壳程管板间距离。
４．２．２ 管 程 管 板 设 计 参 数 设计压力和温度按管程和聚液程工况确定。换
５ 双管板换热器的制造
双 管 板 换 热 器 制 造 的 最 大 难 点 是：壳 程 管 板 的 胀 管 工 序 。 目 前 ，国 内 的 制 造 厂 一 般 采 用 机 械 胀 ，仅 少数制造厂有液压胀管机。
５．１ 液 压 胀 可 靠 性 好 、换 热 管 不 易 产 生 过 胀 ，胀 接 的 部 位 不
第 ４ 期 双 管 板 换 热 器 设 计 、计 算 和 制 造 工 艺
４３
板 组 成 ，由 此 而 形 成 三 个 程 。 即 壳 程 、管 程 和 壳 程 管 板与管程管板之间形成的聚 液 程。 详 见 图 １。 计 算 管 板 厚 度 时 ，应 考 虑 三 个 程 的 工 况 ，按 不 同 情 况 进 行 计算。下列计算按固定管板式换热器考虑。
（３）换热管 与 管 板 的 连 接。 壳 程 管 板 与 换 热 管 的连接均采用强度 胀；管 程 管 板 与 换 热 管 的 连 接 一
固定管板式换热器设计说明
固定管板式换热器设计说明设计说明：固定管板式换热器一、引言固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业领域的热交换过程中。
它由管束、管板、外壳、支撑件、密封件等组成，可用于液体-液体、气体-气体、气体-液体和气体-固体等多种介质之间的换热。
本设计说明将详细介绍该换热器的设计要求、结构特点、性能计算及选型等内容。
二、设计要求1.设计压力：根据实际使用条件和介质特性确定设计压力，确保换热器在工作条件下安全可靠。
2.设计温度：根据介质的最高工作温度和最低工作温度，确定设计温度范围。
3.热传导系数：根据介质的热传导特性，选择合适的管材和板材，确保换热器具有良好的传热性能。
4.流体速度：根据介质的流动性质和换热需求，确定流体在管内和管外的速度范围，避免过高或过低的速度对换热效果的影响。
5.密封性能：选用合适的密封件材料和结构，确保换热器在工作条件下密封可靠，避免介质泄漏。
6.清洁性能：设计合理的结构和管板间距，方便清洗和维护，确保换热器在长期使用后能够保持良好的换热效果。
三、结构特点1.管束：选用高热传导性能的金属管材，如不锈钢、铜、铝等，通过滚压、扩管等工艺加工成合适的形状，提高换热效率。
2.管板：根据换热器的设计要求和介质流动情况，设计合理的管板布置，确保介质在管内和管外的流动均匀，最大限度地提高传热效果。
3.外壳：选用耐腐蚀、耐高温的材料制作，通过焊接、搭接等工艺连接，确保换热器在高温、高压下的使用安全。
4.支撑件：根据换热器的尺寸和重量确定支撑件的数量和材料，确保换热器的稳定性和可靠性。
5.密封件：选用符合工作条件的耐温、耐腐蚀的密封件，通过预紧、密封等工艺确保换热器的密封性能。
6.清洁孔：在设计过程中合理设置清洁孔，方便清洗和检修，保证换热器的长期使用效果。
四、性能计算1.传热计算：根据换热器的换热管内径、管外径、管长、管板间距、流体流速等参数，使用传热计算软件进行传热计算，得到换热器的传热面积、传热系数等参数。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器的结构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。
固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。
管束安装在壳体内，两端固定在管板上。
管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。
换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。
一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。
关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat ExchangerAuthor : Chen Hui-juanTutor : Li HuiAbstractHeat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy.The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is different.Which are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, the most widely used in various industry departments.Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat exchange tube bundle, tube plate, the front tube box (also known as the roof or head) and the back-end structure parts. Tube bundle is installed on both ends of casing, which is fixed on the tube plate. Tube box and the back-end respectively connected to theflange bolts at the ends of the shell structure, maintenance or cleaning for easy disassembly. The merits of the heat exchanger design ultimately depends on whether applicable, economic, safe, flexible and reliable running, convenient maintenance cleaning, etc. A high heat transfer efficiency, compact, low cost, safe and reliable production of heat exchanger, requires carefully considered in the design of all sorts of problems. The accurate thermal design and calculation, but also for intensity and conform to the requirement of process manufacturing level.Keywords:Heat exchanger,Fixed tube plate heat exchanger, Structure,Design目录1绪论.................................................. 错误！未定义书签。
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。
双管板换热器的设计与制造(通用版)
双管板换热器的设计与制造(通用版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位：______________________姓名：______________________日期：______________________编号：AQ-SN-0056双管板换热器的设计与制造(通用版)换热器是在不同温度物料之间进行热量传递的设备，其主要作用是维持或改变物料的工作温度和相态，满足工艺操作要求，提高过程能量利用效率进行余热回收。
在换热器设备中，管壳式换热器应用最为广泛。
在实际操作中换热器的换热管和管板连接处最容易发生泄漏,从而使壳程物料和管程物料有少许混合,而且这种泄漏目前还没有有效的方法完全防止。
在有些场合,某些泄漏是允许的,但在以下的场合,这些泄漏是不允许的：1）产生严重的腐蚀；2）使一方物料产生严重的污染；3）产生燃烧和爆炸；4）产生固溶化,形成设备的污垢；5）使催化剂中毒,降低或消除催化剂的性能；6）限制另一程的反应；7）使产品不纯。
在这些场合,我们通常采用双管板换热器,以减小泄漏，能有效防止两种物料混合,从而杜绝上述事故的发生。
所谓双管板换热器就是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。
双管板换热器的结构一般有两种。
一种为固定管板式换热器,一台换热器共有四块管板。
这种换热器的壳程及管程中两种介质的流动方向为逆流,其传热系数较高,传热效果较好。
另一种为U型管式换热器,一台换热器共有两块管板。
这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流,另一半管束管内外介质的流动方向为逆流,因此其传热系数较低。
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（Fixed Tube Plate Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于工业领域中的化工、石油、制药等行业。
本文将详细介绍固定管板式换热器的设计原理、主要构件、设计流程以及常见的设计要点。
一、设计原理二、主要构件1.管板：管板是固定管板式换热器的核心部件，用于固定管子，通常由碳钢、不锈钢等材料制成。
管板上开有与管子直径相匹配的孔，用于安装管子，并通过焊接或螺栓将管子固定在管板上。
2.壳体：壳体是换热器的外壳，通常由碳钢、不锈钢等材料制成。
其内部为与管板相垂直的管束通道，通过壳体上的进孔和出孔与外部流体进行连接。
壳体上还设有弹性密封装置，用于保证管壳内外流体的完全隔离。
3.弹性密封装置：弹性密封装置一般由O型圈、封头等构件组成，用于保证管壳内外流体的完全隔离，防止泄漏。
其应具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特点。
三、设计流程1.确定换热器的工艺参数：包括流体的性质、流量、温度、压力等。
根据这些参数来计算换热器的换热面积和需求。
2.确定换热器的材料：根据工艺参数和所需性能，选择合适的材料，如碳钢、不锈钢等。
对于腐蚀性较强的介质，需要使用耐腐蚀材料。
3.计算换热面积：根据工艺参数和热传导方程，计算出所需的换热面积。
换热面积的计算与换热量有关，可以使用经验公式或者专业软件进行计算。
4.确定管子的直径和长度：根据所需的换热面积和流体的流速，确定管子的直径和长度。
一般来说，管子的直径越大，换热效果越好，但成本也会增加。
5.设计管板和壳体：根据管子的直径和长度，设计管板和壳体的尺寸和布局。
管板上的孔径和孔距应根据管子的直径和布局来确定，以确保管子的安装和布局的合理性。
6.计算管程和壳程的压降：根据流体的流动性质和管子的布局，计算管程和壳程的压降。
为了保持换热器的正常运行，管程和壳程的压降应在一定范围内。
7.选择弹性密封装置：根据工艺参数和介质的性质，选择合适的弹性密封装置，保证管壳内外流体的完全隔离和泄漏的防止。
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计双管板换热器在工业生产中普遍使用，做好其结构设计尤为重要。
本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了双管板换热器的应用场合、结构和内外管板计算要点及内外管板间距的计算，并总结了设计中需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
标签：双管板换热器；结构；设计要点引言在工业生产中，实现物料之间热量交换的节能设备统称为换热器，它广泛应用于国民经济的各个领域。
在生产中为了防止腐蚀和污染，以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求，通常采用双管板换热器来解决。
而由于双管板换热器与一般的换热器相比结构较为复杂，因此在设计过程中各细节必须充分考虑，产品质量才能得到有效的保证。
1 应用场合双管板换热器分为整体式双管板、连接式双管板、分离式双管板3种形式。
双管板换热器主要用于当两程之间的物料相混后，将会产生严重后果，一般用于下列情况：（1）产生严重腐蚀；（2）使极毒流体波及到大面积的场合；（3）发生燃烧或爆炸；（4）产生聚脂状物质或聚合物，形成设备污垢；（5）使催化剂中毒，或使化学反应停止或反向进行，以致减少产量；（6）使产品不纯。
在这些情况下，尽管双管板换热器比普通单管板换热器投资费用大，为了确保安全，还是应考虑在管子两端或一端采用双管板的换热器，以防止壳程流体与管程流体之间的泄漏。
2 双管板换热器的结构所谓双管板换热器就是在换热器一端或两端设有一定间隙的双管板且两块双管板间用一段筒节相连。
最常见的结构示意图如图1所示。
隔离腔用于封闭相邻的内管板与外管板之间漏出的气（液）体，防止有毒气（液）体的外溢。
隔离腔最高和最低处需分别设置放空口和排净口，用于及时导出渗漏气（液）体。
换热器与管板的连接，通常外管板与换热管采用强度焊加贴胀，内管板与换热管采用强度胀接。
外管板采用强度焊加贴胀的目的是通过焊接结构来保证换热管与管板连接的密封性能以及抗拉脱强度，通过贴胀来消除换热管与管孔之间间隙。
固定式双管板换热器的设计方法
固定式双管板换热器的设计方法摘要]双管板换热器的使用越来越普及，但是双管板换热器的设计在标准里并没有明确的说明,这样就要求设计者必须在设计过程中根据双管板换热器在操作以及设计工况对其进行设计,在没有成熟的设计标准的情况下,本文针对双管板换热器的管板受力情况并结合一些设计经验进行详细的设计说明。
[关键词]固定式换热器；双管板；积液程；管程；壳程；苛刻工况在换热器的设计中，若管程和壳程中的两种介质相混合会引起重大的事故，而双管板换热器的结构可以有效的杜绝这种情况的发生。
但是目前由于没有具体的设计标准，因此双管板的设计都是由设计者自己根据自己的理解进行设计的，有些设计方法没有按照双管板在操作工况下的具体受力来设计，导致双管板的设计不准确，由于双管板换热器内部介质的特殊性，因此这样是非常不安全，为以后在设备使用过程中埋下了极大的安全隐患。
本文综合各种设计方法，找出一种有效的设计思路，使得双管板的设计更偏于安全。
1 双管板换热器的结构介绍积液程的作用就是把管程和壳程由于双管板换热器的壳程管程之间是由两块管板组成的，由此形成三个程，即管程、壳程、管程管板和壳程管板之间形成积液程。
详见见图FIG.1。
由于较为苛刻的介质一般在管程，换热管在管程侧管板采用强度焊或强度焊加强度胀的连接方式，壳程侧管板采用强度胀的连接方式，积液程侧硬设计放空口和排净口。
3. 具体计算举例3.1假定设计工况为了使得管板的设计思路更加清晰准确，现假定一种设计工况，管程的介质是高度危害，根据工艺条件，管程和壳程的介质不能相混合。
根据这个要求设计一台双管板的换热器。
壳程管程积液程操作温度（℃） 100～150 140～160 20操作压力（MPa） 0.3 0.22 atm设计温度（℃） 170 180 170 (1)设计压力（MPa） 0.6 0.6 atm金属壁温（℃） 120 150 20（2）注（1）由于在操作中换热管的作用导致这个程的温度不会为常温因此可以考虑为壳程的设计温度，这样会比较苛刻。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计
设计步骤如下：
1.确定设计参数：首先确定流体的流量，温度和物理性质，包括流体
的导热系数，比热容和粘度等。
2.确定传热面积：根据需要传热的量和流体的物性参数，计算换热器
的传热面积。
通常，传热面积与流体流量成正比。
3.确定传热模型：根据流体的特性和换热器的结构，选择合适的传热
模型。
常见的传热模型有平行流、逆流和交叉流。
4.选择管板类型：根据流体流动的要求和换热效果的要求，选择合适
的管板类型。
常见的管板类型有单通道管板、多通道管板和蜗杆式管板等。
5.计算和选择换热器的尺寸：根据传热面积和流体流量，计算出换热
器的尺寸，包括管长度，管径和管板间距等。
6.计算并分析换热器的性能：根据设计参数和尺寸，计算换热器的传
热效能和传质效能，评估换热器的性能。
7.优化设计：根据换热器的性能和使用要求，对设计进行优化。
可以
调整管子的长度、管子的密度、管子的材质等参数，以提高换热器的性能。
8.制定设计文件：根据设计结果，制定设计文件，包括换热器的尺寸
图纸、材料清单和施工工艺等。
在设计过程中，需要考虑一些特殊情况，如换热介质的腐蚀性、高温
高压条件下的安全性等。
此外，还应遵守相关的设计规范和标准，确保换
热器的设计符合要求。
总之，固定管板式换热器的设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑各种因素。
只有通过科学合理的设计，才能保证换热器的高效运行和安全可靠。
固定管板换热器设计
9
(1)管程接管的选择与计算：
Shcx=1000x =1000x =7.53
所以根据《过程装备成套技术设计指南》表9-8应选用Shc.10系列的管子，其设计压力为0.11MPa,材料为20号钢，其公称直径DN150,查表得外径为168.3mm，壁厚为5mm。根据《换热器设计手册》表1-6-6查得管子的外伸长度为200mm。
圆筒壁温 的计算：应外部有良好的保温，故壳体壁温可取壳层流体的平均温度：
管壳层温差：
由于管束与壳体温差小于50℃，所以不需要设置膨胀节。
8
在壳程管束中，一般都装有横向折流板，用以引导流体横向流过管束，增加流体速度，以增强传热；同时起支撑管束、防止管束振动和管子弯曲的作用。折流板的型式有圆缺型、环盘型和孔流型等。
膨胀节的型式较多，通常有波形膨胀节、平板膨胀节、 形膨胀节等。而在生产实践中，应用最多的，最普遍的是波形膨胀节。
根据GB151-1999附录F的计算方法进行换热管壁温的计算，从设备的具体操作情况，可以假定K、 、q和a保持不变，进行简化计算：
热流体的平均温度 为：
冷流体的平均温度 为：
则： 即换热管壁温为50 。
接管计算厚度：
接管多余金属面积
接管区内焊缝截面积A3：
（接管与壳体采用插入式焊接，焊脚取0.7 =3.5mm）
有效补强面积Aε：
因为 ，所以需要补强
所需另行补强截面积A4:
（4）补强圈厚度 （补强圈内径 ，外径 ）
考虑钢板负偏差并圆整，实取补强厚度6mm，补强材料与壳体材料相同为Q235B。
12
（1）管程接管位置的最小尺寸：
1.
(1)选择钢材：壳程介质为煤油，煤油为易燃易爆液体，危害毒性为轻度（IV级），根据SH3075-1995《石油化工钢制压力容器材料选用标准》中表4.1.1选Q235-B钢材作为壳体材料。
双管板换热器的设计与制造探讨
宴乏妻j ；篓凰，双管板换热器的设计与制造探讨曲斌(沈阳仪表科学研究院，辽宁沈阳110043)c}商要]换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。
本文探讨了双管板换热器的设计与制造问题。
鹾键词]双管板；设计；制造换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一，因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。
面|f 缶着资源日益枯竭的难题，如何提高设备的使用效率已成为—个迫切的问题。
目前，管壳式换热设备在化工生产中仍占据主要地位，尤其在高温或有腐蚀性介质的作业中更能显出优势。
但多数管壳式换热器达不到制冷要求的现状，因此本文选择双管板换热器为研究对象。
1换热器的分类工业生产中使用的换热器型式很多，而且仍在不断发展。
按使用目的不同，换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
由于使用的条件和工作的环境不同，换热器又有各种各样的型式和结构。
按传热原理和实现热交换的方法，换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式3类，其中以间壁式换热器应用最为普遍。
问壁式换热器种类很多，如夹套式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器、板式换热器、板翅式换热器和列管式换热器，列管式换热器又D H 做管壳式换热器，是目前应用最广泛的一种换热器。
2双管板换热器及其特点简介双管板换热器是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有～定间隙的两块管板的换热器。
在工业应用中，主要在两种环境下采用双管板换热器。
其一是要求百分百防止管壳程间介质混串的场合，这时通常会加排液倒淋装置在内外管板之间的空腔上，使得管壳程介质切实被内外两层管板隔离，方便日常观测和排放内管板的泄露。
其二是在管壳程间介质压差很大的场合，为了喇氏管壳程间介质的压差，—般采取在内外管板之间的空腔中加入某种介质。
目前，单管板换热器最常见，但其在使用中经常出现一些问题，比如垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，管板上的管口泄漏，以及焊接裂纹等、单管板换热器管板上的管日泄漏大部分出现在焊接收弧处一焊接收弧时气体未放干净，有砂跟。
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。
固定管板换热器设计
固定管板换热器设计一、引言二、设计流程1.确定热交换器的工作参数，包括设计温度、设计压力、传热面积和介质流量等参数。
2.选择换热器的材质，一般常用的材质有碳钢、不锈钢和钛合金等。
根据介质的特性和工艺要求，选择合适的材质。
3.根据设计参数和材质选择，确定管板布置和管束结构。
管板布置应考虑流体的流动阻力、换热区域的布置和维护等因素。
4.根据热力计算结果，确定管道和泵的大小，以满足介质流量和压降要求。
5.设计支撑和固定结构，确保换热器在运行过程中的稳定性和安全性。
6.进行强度计算和应力分析，确保换热器的结构在正常工作条件下不发生变形或破裂。
7.绘制换热器的施工图纸，包括管路、支撑结构和管束的详细布置图等。
8.进行施工和安装，确保换热器的质量和性能符合设计要求。
三、注意事项1.切勿超过设计参数，包括温度、压力和流量等。
超过设计参数会导致设备失效或发生事故。
2.选择合适的材质，考虑介质的腐蚀性、温度和压力等因素。
确保材质的耐蚀性和机械性能满足要求。
3.设计合理的管束结构和管板布置，以保证流体在换热器中的流动均匀，并最大限度地提高传热效率。
4.管道和泵的大小要根据实际需求进行选择，确保介质的流量和压降在合理范围内。
5.支撑和固定结构要设计牢固，以防止换热器的摇晃和变形，确保运行的安全性。
6.进行强度计算和应力分析，确保换热器在正常工作条件下不发生变形或破裂。
7.绘制详细的施工图纸，确保施工过程的准确性和质量。
8.进行严格的检验和试运行，确保换热器的质量和性能符合设计要求。
四、总结固定管板换热器的设计是一个复杂且关键的工作。
只有合理选择材质、设计合理的管束结构和管板布置、合适的管道和泵大小，以及强度计算和应力分析等措施，才能确保换热器在运行过程中的安全可靠和高效节能。
在设计过程中，还需严格遵守相关标准和规范，确保交付的换热器符合设计要求，并能满足用户的需求。
1.《化工设计手册》2.《换热器设计与计算手册》3.国家标准《固定管板换热器》。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计
1.选择换热器类型：
2.确定换热量和流体参数：
根据工艺流程计算出换热器需要处理的热量，并确定进出口流体的温度、流量、压力等参数。
这些参数对于换热器的选型和设计有重要的影响。
3.计算流体流速和压降：
根据进出口流体参数和流体性质，计算出流体在换热器内的流速和压降。
流速过大会增加流体的压降，造成能源的浪费；流速过小则会导致换
热效果不佳。
4.选择材料和尺寸：
根据流体的性质和操作条件选择合适的材料，并确定换热板的尺寸。
材料的选择应考虑其耐腐蚀性能、导热性能和机械强度等因素。
5.确定板片间距和导流板形状：
根据流体的性质和换热效果要求确定板片间距和导流板形状。
板片间
距的选择应保证足够的换热面积，并考虑清洗和维护的方便性；导流板的
形状应使流体均匀分布，提高换热效果。
6.进行热力计算：
利用热力计算软件对换热器进行热力计算，预测换热器的性能，包括
温度分布、压降和热效率等。
7.进行结构设计：
根据换热器的使用条件和操作要求进行结构设计，包括保温、支撑和连接等。
8.进行实际性能试验：
设计完成后，进行实际性能试验，验证设计的正确性和可行性。
试验结果将对后续的改进和优化提供依据。
以上是固定管板式换热器的设计过程的一般步骤，具体的设计方法和细节还需要根据实际情况进行调整。
在设计过程中，还需要对换热器的操作要求、安全性和经济性等方面进行综合考虑，确保设计的换热器能够满足实际需求。
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固定式双管板换热器的设计方法
发表时间：2014-12-23T11:24:19.107Z 来源：《防护工程》2014年第9期供稿作者：郭世娟1 李方2 [导读] 在换热器的设计中，若管程和壳程中的两种介质相混合会引起重大的事故。
郭世娟1 李方2
1.连云港沃利帕森工程技术有限公司南京分公司江苏南京210000；
2. 南京麦驰钛业有限公司江苏南京210000 [摘要]双管板换热器的使用越来越普及，但是双管板换热器的设计在标准里并没有明确的说明,这样就要求设计者必须在设计过程中根据双管板换热器在操作以及设计工况对其进行设计,在没有成熟的设计标准的情况下,本文针对双管板换热器的管板受力情况并结合一些设计经验进行详细的设计说明。
[关键词]固定式换热器；双管板；积液程；管程；壳程；苛刻工况在换热器的设计中，若管程和壳程中的两种介质相混合会引起重大的事故，而双管板换热器的结构可以有效的杜绝这种情况的发生。
但是目前由于没有具体的设计标准，因此双管板的设计都是由设计者自己根据自己的理解进行设计的，有些设计方法没有按照双管板在操作工况下的具体受力来设计，导致双管板的设计不准确，由于双管板换热器内部介质的特殊性，因此这样是非常不安全，为以后在设备使用过程中埋下了极大的安全隐患。
本文综合各种设计方法，找出一种有效的设计思路，使得双管板的设计更偏于安全。
1 双管板换热器的结构介绍
积液程的作用就是把管程和壳程由于双管板换热器的壳程管程之间是由两块管板组成的，由此形成三个程，即管程、壳程、管程管板和壳程管板之间形成积液程。
详见见图FIG.1。
由于较为苛刻的介质一般在管程，换热管在管程侧管板采用强度焊或强度焊加强度胀的连接方式，壳程侧管板采用强度胀的连接方式，积液程侧硬设计放空口和排净口。
3. 具体计算举例
3.1假定设计工况
为了使得管板的设计思路更加清晰准确，现假定一种设计工况，管程的介质是高度危害，根据工艺条件，管程和壳程的介质不能相混合。
根据这个要求设计一台双管板的换热器。
壳程管程积液程
操作温度（℃） 100～150 140～160 20 操作压力（MPa） 0.3 0.22 atm 设计温度（℃） 170 180 170 (1) 设计压力（MPa） 0.6 0.6 atm 金属壁温（℃） 120 150 20（2）注（1）由于在操作中换热管的作用导致这个程的温度不会为常温因此可以考虑为壳程的设计温度，这样会比较苛刻。
（2）由于积液程在设备操作中没有外加的热源，因此在设备操作过程中积液程的壳体金属壁温低于壳程的金属壁温，积液程的换热管的金属壁温低于换热管的金属壁温。
3.2 积液程长度的设计按照2.2条计算并且在得到的长度上增加12％。
4 管程管板与壳程管板的设计思路
4.1 管程管板的设计
将管箱作为管程，积液程作为壳程，其设计压力与设计温度分别按照管程和积液程的设计工况确定，换热管和壳程的金属壁温分别按照管程以及积液程程或壳程的金属最大温差选取。
换热管与管板的连接方式采用强度焊加强度胀，在计算中采用强度焊的方式。
具体参数选取如下：
管程（原管程）壳程（积液程）
设计压力（MPa） 0.6 0.01 设计温度（℃） 180 170
金属壁温（℃） 150 20
换热管的计算长度取整根换热管的长度 L。
结论：这种设计方法在计算积液程时没有忽略壳程对积液程的传热，且考虑了管程管板承受的管程和积液程之间的压力以及管程和壳程的最大热应力差。
4.2 壳程管板的设计
将积液程作为管程，原壳程作为壳程，其设计压力与设计温度分别按照壳程和积液程工况设计，换热管和壳程金属壁温分别按照原管程与原壳程的金属壁温，换热管与管板采用强度胀，在计算中同样采用强度胀。
具体参数如下：
管程（积液程）壳程（原壳程）
设计压力（MPa） 0.01 0.6
设计温度（℃） 170 170
金属壁温（℃） 150 120
换热管的计算长度取整根换热管的长度 L1。
结论：壳程管板在实际操作中承受了积液程和壳程的压力以及温度，和壳程长度的热应力。
将壳程管板的受力都考虑到了。
4.3 总结
在以上的各种设计校核方法中取管板厚度的较大者作为最终的设计厚度。
由于以上的设计校核思路过于严谨和保守可能导致计算出来的管板厚度很厚，不经济，这是需要以后在设计中不断摸索新的计算方法来不断修正的，但是无论如何应从安全的角度考虑，充分的认识到管板在操作中商铺承受的各种载荷，使得设计时能够考虑到，是设备更加安全，计算更加合理，以及更加经济。
参考文献
[1] GB151-1999, 管壳式换热器
[2] 秦叔经，叶文邦，化工设备设计全书-换热器 [M]，北京：化学工业出版社，2002， 65-68，110-155
[3] Tubular Exchanger Manufacturers Association， Ninth Edition
作者简介：郭世娟（1978-），女，汉，本科，工程师，从事化工设备设计，化工机械工程技术等相关工作。