毕业设计(论文)-U型管式换热器设计(全套图纸)选读.doc

优质资料 U型管式换热器设计 摘要 本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。 本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。 关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算  目录 中文摘要 I 英文摘要 II 绪论 1 1管壳式换热器的类型、结构与型号 2 1.1 换热器的零部件名称 2 1.2 换热器的主要组合部件 3 2换热器材料选择 4 2.1 选材原则 4 3换热器结构设计 5 3.1 壁厚的确定 6 3.2 管箱圆筒短节设计 6 3.3 壳体圆筒设计 7 3.4 封头设计 8 3.4.1 后封头计算 9 3.4.2 管箱封头计算 10 3.5 换热管设计 11 3.5.1 换热管的规格和尺寸偏差 11 3.5.2 U形管的尺寸 12 3.5.3 管子的排列型式 12 3.5.4 换热管中心距 13 3.5.5 布管限定圆 13 3.5.6 换热管的排列原则 15 3.6 管板设计 15 3.6.1 管板连接设计 17 3.6.2 管板设计计算 19 3.7 管箱结构设计 21 3.7.1 管箱的最小内侧深度 22 3.7.2 分程隔板 22 4 换热器其他各部件结构 23 4.1 进出口接管设计 23 4.1.1 接管法兰设计 23 4.1.2 接管外伸长度 25 4.1.3 接管与筒体、管箱壳体的连接 25 4.1.4 接管开孔补强的设计计算 25 4.1.5 接管最小位置 29 4.1.6 壳程接管位置的最小尺寸 30 4.1.7 管箱接管位置的最小尺寸 30 4.2 管板法兰设计 30 4.2.1 垫片的设计 33 4.2.2 螺栓设计 34 4.2.3 法兰设计 38 4.3 折流板 38 4.3.1 折流板尺寸 39 4.3.2 折流板的布置 39 4.3.3 折流板的固定 36 4.4 拉杆与定距管 38 4.4.1 拉杆的结构型式 39 4.4.2 拉杆的直径和数量 39 4.4.3 拉杆的尺寸 40 4.4.4 拉杆的布置 42 4.4.5 定距管尺寸 42 4.5 防冲与导流 42 4.5.1 防冲板的形式 42 4.5.2 防冲板的位置和尺寸 42 4.5.3 导流筒 43 4.6 双壳程结构 43 4.7 防短路结构 44 4.7.1 旁路挡板的结构尺寸 44 4.7.2 挡管 44 4.7.3 中间挡板 44 4.8 鞍座 45 结论 46 参考文献 47 致谢 48 附录 英文文摘及翻译 49 绪论 能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都要使用，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。近几年由于新技术发展和新能源开发利用，各种类型的换热器越来越受到工业界的重视，而换热器又是节能措施中较为关键的设备，因此，无论是从工业的发展，还是从能源的有效利用，换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。 近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。换热器分类方式多样,按照其工作原理可分为:直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类,间壁式换热器又可分为管式和板壳式换热器两类,其中管式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的经验,其设计资料比较齐全, 随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。近年来尽管管式换热器也受到了新型换热器的挑战,但由于具有结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点,列管式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势。列管式换热器适用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等行业的液和液,汽和汽,汽和液的对流传热,蒸汽冷凝和液体蒸发传热等换热冷凝流程。列管式换热器列管式换热器共有三种?Ｕ形管式换热器是管壳式换热器的一种,它由管板、壳体、管束等零部件组成。在同样直径情况下,Ｕ形管换热器的换热面积最大它结构简单、紧凑、密封性能高,在高温、高压下金属耗量最小、造