管板式换热器管板与列管的焊接
换热器绘图说明书
换热器绘图说明书换热器绘图说明书专业：班级：姓名：日期:过程装备与控制工程过092 和向前 2021-12-29一、换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。
随着科技高速发展的今天，换热器已经广泛应用到国内各个生产领域，换热器跟人们生活息息相关。
有气体-气体交换，气体-液体交换，液体-液体交换几种。
换热器总的可分为： 1、间壁式换热器（夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、板式换热器管壳式换热器、双管板换热器也称P型换热器）2、混合式换热器（却塔(或称冷水塔)、气体洗涤塔(或称洗涤塔)、喷射式热交换器、(4)混合式冷凝器）3、蓄热式换热器4、陶瓷换热器。
换热器型式代号：1.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；2.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；3.AKL 前端管箱及后端管箱均为A型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；4.AES 前端管箱为A型平盖管箱，后端为S型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；5.AKU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；6.AIU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为I形，U形管换热器，支座为鞍式支座；7.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；8.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；9.BES 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为S型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；10.BKU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；11.BIU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为I型，U 形管换热器，支座为鞍式支座；12.BKM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M 型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座； 13.NEN 前、后端管箱为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；14.NKN 前、后端管箱均为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；15.AOS 与AES浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；16.BOS 与BES浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀；二、管壳式换热器1、壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
列管式换热器与板式换热器的比较
列管式换热器又称管壳式换热器 ， 目 化工生产 是 前
上 应用 最 为 广泛 的一 种换 热 器 。 的 主要优 点 是单 位 体 它 积所 具 有 的 传热 面 积 （ ０ １０ ２ 大 且 传 热效 果 好 。 ４ － ５ ｍ／ ） ｍ 此 外 ， 构 简单 ， 造 材 料 也 较 为 广 泛 ， 应性 强 ， 其 结 制 适 尤
为了提高壳程流体的速度 ， 往往在壳体 内安装一定 数 目与管束相垂直 的折流挡板 （ 简称挡板 ） 。这样既可 提高流体速度 ， 同时迫使壳程流体按规定的路径多次错 流通过管束 ， 使湍动程度增加。常用的挡板有圆缺形和 圆盘 形两 种 ， 者应 用 较 为广 泛 。 前
热面 积 。流 体一 次 通 过 管程 的称 为单 管 程 ， 次通 过 壳 一
程 的称为单壳程 。
列 管式 换 热器 传 热 面 积较 大 时 ，管子 数 目则 较 多 ， 为 了提 高管 程 流体 的流速 ， 将全 部 管 子平 均 分 隔成 若 常 干组 ， 流体 在 管 内往 返经 过 多次 ， 为多 管程 。 使 称
固定 压 紧板 和 活 动压 紧 板 之 间 ， 用压 紧螺 柱将 固定 压 紧 板 、 片和 活动 压 紧板 夹 紧 。 紧板 、 板 压 导杆 、 紧装 置 、 压 前 支 柱统 称 为板 式换 热 器 的框 架 。 按一 定 规律 排 列 的所 有
是在高温 、 高压和大型装置中采用更为普遍 。板式换热
１ 结构 比较
１１列管 式换 热 器 的构 造 ．
列管式换热器主要 由壳体 、 管束 、 管板 （ 又称花板 ） 和顶盖 （ 又称封头 ） 等部件组成。 管束安装在壳体 内， 两
端 固定 在 管 板 上 ， 板 分 别 焊 在 外 壳 的 两端 ， 在 其 上 管 并 连 接 有顶 盖 。 盖和 壳 体 上装 有流 体 进 、 口接 管 。 着 顶 出 沿
化工原理课程设计换热器的设计
化工原理课程设计换热器的设计Last updated on the afternoon of January 3, 2021摘要换热器的应用贯彻化工生产过程的始终，换热器换热效果的好坏直接影响化工生产的质量和生产效益。
所以换热器是非常重要的化工生产设备,在化工领域中，它扮演着主力军的身份，它是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，在化工设备中占大约50%以上的比重。
既然换热器在化工生产中扮演如此重要的角色，那么如何设计出换热效果好，设备健全合理，三废排放量更低，能源利用率更高，经济效益高的换热器是我们从事化工行业工作人员刻不容缓的职责。
为了完成年产万吨酒精的生产任务，设计换热器的总体思路：在正常的生产过程中，利用塔底的釜残液作为加热介质在塔底冷却器中进行第一次预热，然后用少量的水蒸汽便可在预热器中使原料液达到预期的温度进入精馏塔中。
塔顶酒精蒸汽经过全凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体。
最后，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到25。
C输送到储装罐中。
关键词：冷却器；再沸器；全凝器；对流传热系数；压降；列管式换热器；离心泵。
目录第三章第四章第一章换热器的设计概述工业生产过程，两种物料之间的热交换一般是通过热交换器完成的，所以换热器的设计就显的尤为重要。
进行换热器的设计，首先应根据工艺要求确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器，确定所选换热器中流体的流动空间及流速等参数，同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料，根据换热器内的压力来确定其壁厚。
1.1.1流程方案的确定换热器设计的第一步是确定换热系统的流程。
为了节约能源，提高热量的利用率，采用原料液冷却塔底釜液，这样不仅冷却了釜液又加热了原料液，既可以减少预热原料所需要的热量，又可减少冷却水的消耗。
从冷却器出来的釜液直接储存，从冷却器出来的原料液再通往原料预热器预热到所需的温度。
化工原理课程设计---列管式换热器的设计
化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型，其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。
该换热器由多个平行排列的管子组成，热流体和冷流体分别流过管内外，通过管壁传递热量，实现热量交换。
根据不同的流体流动方式，列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。
其中，横向流式换热器传热效率更高，但结构较为复杂，维修难度较大，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接，只有一个浮头，管束和浮头相连。
浮头可以在壳体内自由移动，以适应管子和壳体的热膨胀。
这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。
但是，由于管束和浮头的连接是松散的，因此需要注意防止泄漏。
U型管式换热器：U型管式换热器的管子呈U形，两端分别焊接在管板上，形成一个U型管束。
壳体内的流体从一端进入，从另一端流出，管内的流体也是如此。
这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况，因为管子可以很容易地更换。
多管程换热器：多管程换热器是将管束分成多个组，每组管子单独连接到管板上，形成多个管程。
这种结构可以提高传热效率，但也会增加流体阻力。
因此，需要根据具体情况来选择多管程的数量。
总之，列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。
不同的结构适用于不同的工艺条件，需要根据具体情况来选择合适的换热器。
在使用过程中，需要注意保养和维护，及时清洗和更换损坏的部件，以保证换热器的正常运行。
换热器的一块管板与外壳用法兰连接，另一块管板不与外壳连接，这种结构称为浮头式换热器。
浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗，管束的膨胀不受壳体约束，因此在两种介质温差大的情况下，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。
但其缺点是结构复杂，造价高。
填料式换热器的管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也较低。
但壳程内介质有外漏的可能，因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
换热器管子和管板焊接接头浅见分析
换热器管子和管板焊接接头浅见分析史建涛(江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院,江苏苏州215128)摘要:通过对管板换热器设计参数、介质特性、使用环境以及承载情况的分析研究,比较不同焊缝接头形式以及焊接工艺过程的选择对最终焊接质量的影响,同时阐述了合理的焊缝检验工艺对于确保在焊接前、焊接过程中以及焊接完成之后保证焊接质量的重要意义,总结出管板换热器管子和管板焊接接头在制造过程中的关键控制点。
关键词:管板换热器;焊接接头;焊接质量;焊接检验工艺管板换热器是利用传热原理,通过对冷、热物料与被加热或冷却的介质进行逆向流动,即热交换,从而达到物料被冷却或加热作用[1]。
由于其结构简单,制造成本低,能得到较小的壳体直径,管程可分成多样,壳程也可用纵向隔板分成多程,规格范围广,可用作蒸发器、加热器、冷凝器和冷却器等,在工程中应用十分广泛。
作者在参与某德国U公司石化项目过程中,有幸作为现场监造到广东省茂名重力石化机械制造厂进行制造过程的质量监检。
由于此项目合同中要求设计由德国公司负责,图纸细化则由CPM(重力石化机械制造厂简称)完成,且CPM负责全程的制造质量,而且该德国公司此次采购的主要设备为管板式换热器, 设计中采用了德国公司的企业标准,因此对于制造厂而言,要准确理解德国公司的企业标准,并且利用现有的设备及人员完成不同于国标要求的石化设备相应难度加大。
而在管板换热器的制造过程中,换热管与管板的连接是整个制造过程中的关键环节。
1 管子-管板连接型式换热管与管板的连接方式有胀接、焊接、胀焊并用等型式。
常用的工艺制造方法有强度胀接、贴胀、强度焊以及密封焊。
强度胀接指为保证换热管与管板连接的密封性能以及抗拉脱强度的胀接;贴胀指为消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接;强度焊指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接; 密封焊指保证换热管与管板连接密封性能的焊接[2]。
目前对常规的换热管通常采用“贴胀+强度焊”的模式;而重要的或使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀+密封焊”的模式。
管子与管板“胀、焊、胀”连接工法
管子与管板“胀、焊、胀”连接工法YJGF25—94作者：李念慈（四川省工业设备安装公司）摘要：管子与管板的连接方式有数种，如焊接、胀接和胀、焊并用连接等。
尽管它们各具优点，但对运行条件苛刻的大型换热器来讲，若采用上述管、板连接方法，则会因连接处难以避免和处理的应力腐蚀，疲劳断裂，脆性断裂等致命缺陷，无法保证其使用寿命和安全运行。
管、板胀、焊、胀连接工艺就是为了获得理想的低应力接头而进行研究的课题。
此项成果已成功地应用于我国第一套高空台排气冷却装置的大型薄板换热器的现场加工上，1990 年11 月被建设部评为全国施工新技术优秀项目含胀、焊、胀工艺技术在内的大型压力容器现场组装技术获四川省1990 年度科技进步一等奖；1991 年又被评为全国安装行业科技进步一等奖。
一、原理及适用条件本工艺的实施步骤是胀-焊-胀。
它巧妙地运用胀接过程的超压过载技术，通过对管与管板的环形焊缝进行复胀，造成应变递增而应力不增加，即让该区域处于屈服状态，在焊缝的拉伸残余应力场中，留下一个压缩残余应力体系。
两种残余应力相互叠加的结果，使其拉伸残余应力的峰值大减；二次应变又引起应力的重新分布，结果起到调整和均化应力场的效果，最终将残余应力的峰值削弱到预定限度以下。
本工法适用于管子与管板的胀、焊并用连接型列管式换热器的工厂或现场加工。
管板厚度范围为16～50mm，材质为碳钢者，应符合GB150-89 第二章2.2 条的规定；若采用16Mn 时，应分别符合GB3274-88 和GBI591-79 中的有关规定；换热管束应符合GB8163-87、GB9948-88、GB6479-86、GB5310-85 的规定。
二、胀、焊、胀工艺（一）准备工作1.对换热管和管板的质量检查（1）管子内外表面不允许有重皮、裂纹、砂眼及凹痕。
管端头处不得有纵向沟纹，横向沟纹深度不允许大于壁厚的1／10。
管子端面应与管子轴线垂直，其不垂直度不大于外径的2％。
什么是列管式换热器
什么是列管式换热器?列管式换热器主要由壳体、管束、管板(又称花板)和顶盖(又称封头)等部件构成。
管束安装在壳体内，两端用胀接或焊接方式固定在管板上，两种流体分别流经管内外进行换热。
水流经管内的称为管程水冷却器，流经管外的称壳程水冷却器。
为提高流体的流速常在壳程设折流挡板。
常用挡板有两种：圆缺形(也称弓形)和交替排列的环形及圆盘形。
目前广泛使用的列管式换热器主要有以下几种。
(1)固定管板列管式换热器见图5-1-17及图5-1-18。
两端管板是和壳体连为一体的。
其特点是结构简单，适用于管内外温差小、管外物料较清洁、不易结垢的情况。
管内外温差大于50℃时，因壳体和管束的热膨胀程度不同，可能将管子拉弯或拉松，损坏换热器。
这时如壳体承受压力不太高，则可采用在壳体上具有补偿圈(或称膨胀节)的固定管板式换热器。
管内流体通过一程管束就流出的称单程换热器，如图5-1-17。
有时为提高管内流体的流速，可设计成双程、四程或六程换热器。
如图5-1-18为双程换热器，流体通过第一程后，再折回，流过第二程管束后才流出。
(2)浮头列管式换热器见图5-1-19。
该种换热器一端的管板不与壳体相连，便于自由伸缩。
适用于管内外温差较大、需常拆卸清洗的情况。
其结构较复杂。
(3)U形列管式换热器见图5-1-20。
该种换热器只有一端设管板，U形管的两端分别装在管板两侧，封头用隔板隔成两室，管子可以自由伸缩。
其结构比浮头式简单，化工厂中常见。
列管式水冷却器几乎是最常见的型式。
与前几种型式相比，其单位体积所能提供的传热面积要大得多，传热效率高，结构紧凑、坚固、能选用多种材质，可以用于高温、高压的大型装置。
列管式换热器中管板与换热管束胀焊结合连接工艺探讨
列管式 换热器 中管板 与换 热管束 胀焊结合连接工３ ７ １ ０ ０ ）
摘 要： 列管式换热 器是化 工生产 中热量 交换 的关键设备 ， 管板 与换 热管的连接是这类化 工容 器的关键 部位 ， 通 常情况 下换热 器管子 与管板连接都 采用胀焊结合的加 工工 艺， 究竟是先焊后胀还是先胀后 焊的好， 在 实际使 用中存在争论。笔 者详细分析 了两种 连接 加工 方法， 各 自的优劣性及 适用范 围， 并 以实际生产 当中的设备为例进行 了说 明 ， 目的在 于为实
间 隙 ，从 而 达 到密 封 紧 固 的 目的 。这种 接 头 的优 点
是： 由于换热管与管板孔之间的间隙小 ， 能够有效防 ３ 纯碱生产 中常用的接头连接工艺 止介质渗入期 间 ， 进而产生的间隙腐蚀 。其缺点是 ： 对 管板孔的加工精度要求较高 ；换热管具有一定的 ３ ． １ 胀接 塑形 ； 对 换 热 管 和 管板 的 硬度 都有 要 求 ， 一 般要 求 换 常用 的胀 接加 工 方法 有 ： 手 工胀 管 器 滚 压胀 接 、 热 管端 的 硬度 要 比管 板 硬度 低 ＨＢ ２ ０—３ ０ ； 抗拉 脱 离 计 算 机 胀 管 器 滚 压 胀 接 和 液 袋 式 胀 管 机 胀 接 等 几 偏低； 对使用介质温度有一定的局限性 ， 例如 ， 在使 种 。在 ＭＩ Ｉ 换 热器 的制造 中选用 液 袋 式 液 压胀 接 方 用 温度大于 ３ ０ ０ ｃ Ｃ 时 ，材料的蠕变会使挤压残余应 式。这是因为该方式效率高、 换热管端面与管板孑 Ｌ 胀 力逐渐消失产生连接失效现象 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ４ － ０ ８
作者 简介 ： 刘 玉梅 （ １ ９ ７ ５ 一） 。 女， 甘肃武威人 。 工程师 ， 本科 ， 研究方 向为机械设计及制造 。