换热器设计-U型管式资料.doc

　 　　 换热器设计-U型管式　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘要 - Ⅰ -　 1　 第二章 U型管换热器的特点 2　 结构设计 3　 3.1 管箱设计 3　 3.3 封头设计 4　　 3.4 管板设计 5　 3.5 拉杆和定距管的确定 7　　　 3.7 旁路挡板设计 8　 3.8 容器法兰的设计 8　 3.9 选取支座 9　　 强度校核 9　 4.1 管箱筒体计算 9　　 4.1.1计算条件： 9　 4.1.2厚度及重量计算 9　 4.1.3压力试验时应力校核 10　　　 4.1.4压力及应力计算 10　　 4.2 壳程圆筒计算 10　 4.2.1计算条件 10　　　 4.2.2厚度及重量计算 11　 4.2.3压力实验时应力校核 11　　 4.2.4压力及应力计算 11　　 4.3 开孔补强计算 11　　　 4.3.1计算条件 11　　 4.3.2开孔补强计算 12　 4.3.3设计条件 12　 4.3.4开孔补强计算 13　　 4.4管板和法兰的强度计算 13　　 4.5仅有壳程压力作用下的危险组合工况 15　 4.6仅有管程压力作用下的危险组合工况 17　　　 换热器的制造、检验、安装与维修 18　　　 5.1 换热器的制造、检验与验收 18　　　 5.1.1筒体 18　 5.1.2 换热管 18　　　 5.1.3管板 18　　 5.1.4 折流板、支持板 18　　　 5.1.5 管束的组装 18　 5.1.6换热器的组装 19　　　 5.1.7 压力试验 19　 5.2 换热器的安装与维护 19　　　 5.2.1安装 19　 5.2.3 维护 19　　 20　　　 21　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　a 材料：由于管程走循环水，对管箱来说，要求不高，腐蚀性极低，所以选其材料为20R板材。　　 b 加工：采用20R钢板卷制，使用氩弧打底的单向焊焊接。　 c 尺寸：根据GB151-1999表8中低合金钢圆筒的最小厚度规定公称直径DN=1000～1500时，U型管换热器筒体最小厚度为12，即=12根据GB151-89规定，短节长度L≥300，取L=500所以短节尺寸DN=1400，=12mm L=500。　 3.1.2分程隔板　　 a 材料 ：选用Q235-B板材，许用应力。　　　时，最小厚度为4.5,取=12。分程隔板长度L同管箱深度。　 c 为了使换热器在停车时将水排净，要在分程隔板上开设一个的排净孔或三角口。　　 d 隔板应连续焊在管箱壁上。　　 3.1.3管箱深度　　 a 根据图2—1得管箱深度L=880。　 b 根据钢制U型管换热器结构手册P165得换热器的管箱最小长度　　　 其中　　 ——换热管内径。　　　——各相邻的管程间分程处物料流通的最小宽度。　 根据钢制U型管换热器结构手册P167表4-37选取E=1400。　　　 ——封头内曲面高度。　 ——封头厚度。　 c 管箱最大长度　　　，根据钢制U型管换热器结构手册P168：在设计中如果管箱长度不能满足，对最小长度和的要求，则应满足最小长度=368的要求来确定管箱长度，为此，取L=700。　　 3.2 圆筒的设计　　　pa,双面焊对接接头 0.85.　　 公称直径 DN=1000mm,钢板负偏差C1=0,腐蚀裕量C2=3mm.　　　　　 取厚度为12mm。 筒体长度l=6125mm.　　　　　　 材料：16MnR 　　　 　 负偏差c=0.00 腐蚀余量c=3.00　 　　　 封头的总重 71.5kg.　 3.2.2受外压封头计算：　　 选取标准椭圆形封头，DN=1000 材料16MnR 　 假设名义厚度 负偏差c=0.00 腐蚀余量c=3　 有效厚度=12-0-3=9　 当量球壳外半径 　　 则　　 查GB150-1998图6—3 E=2.5×10　　 [P]= 故=12合适。　　　　　　　　　　 （1）管板和换热器的连接型式：要求管板和换热器的连接接头严密不漏，管壳程介质不能接触，且有很高的腐蚀危险，同时由于胀接是不连续的，管子和管孔间的间隙会成为腐蚀的起点，则管板和换热器采用焊接形式。　 （2）管板最小厚度　 a 布管：　 管子的材料：选用材料16MnR作为换热器。　 本设计选取758根换热管，由GB151-1999中知管子的排列形式分为四种：三角形、转角三角形、正方形、转角正方形排列。设计的U型管换热器的换热管外径为25，壳程需用机械清洗时不采用三角形排列，所以选择正方形旋转形排列形式。　　 由换热器手册表1-6-16得外径为25mm的换热