工大过控加热器换热器毕业设计.doc

摘 要 换热器是化工生产过程中的重要设备，它能够实现介质之间热量交换。广泛应用于石油、化工、制药、食品、轻工、机械等领域。U型管式换热器用于高温高压的场合。虽然现在出现大量结构紧凑高效的换热设备，例如：波纹板换热器、板翅式换热器、螺旋板换热器、板换热器等，但在各行业的换热设备中，管壳式换热器仍占据着主导地位。因为许多工艺过程都具有高温、高压、高真空、有腐蚀等特点，而管壳式换热器具有选材范围广(可为碳钢、低合金钢、高合金钢、铝材、铜材、钛材等)，换热表面清洗较方便，适应性强，处理能力大，特别是能承受高温和高压等特点，所以管壳式换热器被广泛应用于化工、炼油、石油化工、制药、印染以及其它许多工业中，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等方面。Abstract Heat exchanger is important in the process of chemical production equipment, which can be achieved between the heat exchange media. Widely used in petroleum, chemical, pharmaceutical, food, light industry, machinery and other fields. U-tube heat exchanger is a heat exchanger, it has only one tube plate, simple structure, less sealing surface, and the U-shaped tubes are free to stretch, no thermal stress, it can be used for high temperature and pressure of the occasion . General high-pressure, high temperature, corrosive media, take control process, thus reducing the pressure of space, and can reduce heat loss and saving materials and reduce costs. Keywords: Heat exchanger;Methanation heat exchanger 目 录 符号说明 3 引言 8 第一章 换热器件简介 9 1.1 U型管换热器简介 9 第二章 设计方案的确定 10 2.1设计参数的确定 10 2.2换热器主要零部件结构形式的确定 12 第三章 强度计算 13 3.1壁厚的设计 13 3.2封头设计 14 3.2.1筒体封头设计 14 3.2.2管箱封头设计 16 3.3压力试验 17 3.3.1压力试验条件确定 17 3.3.2水压试验时强度校核 17 3.4换热管设计 18 3.4.1换热管选取 18 3.4.2布管形式 18 3.4.3布管限定圆 19 3.4.4 U形管长度选取 19 3.5.5换热管与管板的连接 20 3.5管板设计 20 第四章 换热器其他各部件设计 25 4.1进出口接管设计 25 4.1.1接管外伸长度 25 4.1.2接管与筒体，管箱连接形式 25 4.1.3接管位置 25 4.2接管开口补强设计计算 26 4.3法兰设计 33 4.4拉杆，定距管设计 40 4.5折流板，支撑板设计 41 4.6防冲板设计 42 4.7分程隔板设计 42 4.8纵向隔板设计 42 4.9支座选取 43 参考文献 50 谢 辞 51 符号说明 ——一根换热管管壁金属的截面积，； ——在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支撑的面积，；例如双管程管板，对于三角形排列： ——管板布管区面积，； 三角形排列 —— 开孔削弱所需要的补强截面积，； ——补强有效宽度，； ——钢板负偏差，； ——腐蚀裕量，； ——厚度附加量，； ——系数，按查参考文献[4](GB151-1999)图19； ——系数，按查参考文献[4](GB151-1999)图20； ——系数，按查参考文献[4](GB151-1999)图21； ——开孔直径，圆形孔取接管内直径加两倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上的尺寸（弦长，包括厚度附加量)，； ——管板开孔前的抗弯刚度， ——容器外径； ——壳程圆筒和管箱圆筒内直径，； ——管板布管区当量直径，； ——换热管外径，； ——下述对于b型连接方式，指管箱圆筒材料的弹性模量，； ——管板材料的弹性模量，； ——