热水冷却器设计说明书2024.12.12.docx

设计说明书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1设计方案简介 4

1.1概述 4

1.2固定管板式换热器的优缺点 4

1.2.1优点 4

1.2.2缺点 5

1.3固定管板式换热器的构成及结构特点 5

1.4固定管板式换热器的结构原理 5

1.5设计任务书 5

1.5.1设计题目 5

1.5.2设计原始数据 5

2流程及方案的选择说明 6

2.1列管式换热器类型的选择 6

2.2流径选择 6

2.3流向选择 6

2.4换热管规格 6

2.5流速的选择 6

3主体设备的工艺尺寸计算 7

3.1目的 7

3.2确定流体的物性参数 7

3.2.1定性温度 7

3.2.2流体物性参数 7

3.3计算热负荷Q和冷却水用量WC 7

3.3.1热负荷 7

3.3.2热损失 8

3.3.3热流量 8

3.3.4冷却水用量 8

3.3.5平均传热温度差 8

3.4估算传热面积 8

3.5换热管数和程数初定 8

3.5.1管径和管内流速 8

3.5.2管程数与传热管数 8

3.5.3平均传热温差校正及壳程数 9

3.5.4壳体内径 9

3.5.5传热管排列和分程方法 9

3.3.6折流板 10

3.3.7接管 10

3.6换热器核算 10

3.6.1管程外表面传热系数a0 10

3.6.2管内表面传热系数αi(无相变) 11

3.6.3污垢热阻和管壁热阻 11

3.6.4传热总系数KC为 12

3.6.5传热面积裕度 12

3.6.6壁温核算 12

3.7换热器内流体的流动阻力 13

3.7.1管程阻力?Pt 13

3.7.2壳程阻力?Ps 13

4换热器的主要结构尺寸和计算结果 15

5主体设备的结构设计 16

5.1壳程壳体、管箱壳体和封头 16

5.2膨胀节 16

5.3接管和开孔补强 16

5.3.1管程接管 16

5.3.2壳程接管 17

5.3.3开孔补强 17

5.3.4接管伸出长度 17

5.4接管与壳体、管箱壳体的连接 17

5.5接管法兰的要求 17

5.5.1管程接管法兰 17

5.5.2壳程接管法兰 18

5.6管程接管位置最小尺寸 18

5.7壳程接管位置最小尺寸 19

5.8排液口、排气口 20

5.9折流板的位置和尺寸 20

5.9.1折流板位置 20

5.9.1折流板尺寸 22

5.10防冲板 24

5.11拉杆和定距管 25

5.12管板 25

5.13垫片 27

5.14管箱 27

5.14.1结构形式 27

5.14.2分程隔板 28

5.14.3管箱法兰 29

5.15支座 30

6附属设备选择 32

7符号说明 34

符号说明 35

参考文献 36

1设计方案简介

1.1概述

换热器是在不同温度的流体间传递热能的装置。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，是上述行业的通用设备，占有十分重要的地位。如何根据不同的生产工艺流程设计出投资省、能耗低、传热效率高的换热器是设计人员的重要工作[1]。

换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛。本次设计采用列管式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，其设计资料比较完备，在许多国家都有了系列化标准。固定管板式换热器的特点是管束以焊接或胀接在两块管板上，管板分别焊接在外壳的两端并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体上装有流体进出口接管。与其他形式的换热器相比，结构简单，制造成本较低。管内不易积累污垢，即使产生了污垢也便于清洗，但无法对管子的外表面进行检查和机械清洗，因而不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质[2]。

目前固定管板式换热器产品达到了一个成熟阶段，凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用，并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。

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