浮头式换热器课程设计说明书
浮头式换热器设计说明书
浮头式换热器设计说明书设计者：徐凯指导教师：张玲张亚男秦敏系别：机械工程系专业：热能与动力工程日期：2009.11宁夏理工学院前言换热器是非常重要的换热设备。
在国民生产的各个领域得到了广泛的应用。
本设计说明书主要介绍浮头式换热器的原理和设计思路及整个设计过程。
在浮头式换热器中，浮头式换热器的两端的管板，一端不与壳体相连，该端亦称浮头。
管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。
浮头式换热器主要有如下特点：浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场就能清楚地看出来。
这种换热器的壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。
其缺点是结构复杂造价高，一般比固定管板高20%左右，在运行中浮头处发生泄漏不易检查处理。
浮头式换热器适应于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的工作条件下。
本书内容系统、完整，理论与实际并重。
书中对浮头式换热器设计中所需的各学科知识均有简要的介绍和解释。
同时该书对换热器在编写时注重介绍的方法简明扼要，条理清楚，深入浅出，紧密结合工程实际。
期间得秦敏、张春兰、张亚男、张玲等老师的悉心指导。
在此表示真挚的感谢！由于编者水平有限，其中难免不妥之处，恳请各位读者批评指正。
编者：徐凯2009-11-26目录第一章绪论第二章设计任务和设计条件 (1)第三章确定设计方案 (3)3.1 换热器类型的确定 (3)3.2 管程及壳程的流体安排 (3)第四章确定物性数据 (4)4.1定性温度的确定 (4)4.2列表 (6)第五章传热面积的估算 (7)第六章工艺结构尺寸的确定 (9)6.1 管径和管内流速的确定 (9)6.2 管程数和传热管数的确定 (9)6.3 平均传热温差的校正 (10)6.4 传热管排列和分程方法确定 (10)6.5 壳体内径的确定 (11)6.6 折流板的确定 (11)6.7 其它附件的确定 (12)第七章所设计换热器的校核算 (13)7.1 传热热流量的核算 (13)7.2 壁温的校核计算 (15)7.3 换热器内流体的流动阻力的核算 (17)参考文献 (19)换热器原理课程设计心得体会 (21)第一章绪论1.1换热器课程设计的目的和要求课程设计是《换热器原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)
目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2二、结构设计-------------------------------------------------------------51、管径及管长的选择---------------------------------------------------52、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------53、筒体内径确定-------------------------------------------------------54、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------65、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------76、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------77、外头盖结构设计-----------------------------------------------------88、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------89、管箱结构设计-------------------------------------------------------810、管箱结构设计------------------------------------------------------811、垫片选择----------------------------------------------------------912、折流板------------------------------------------------------------------------------------------913、支座选取----------------------------------------------------------1014、拉杆的选择--------------------------------------------------------1315、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------1316、防冲板------------------------------------------------------------1317、设备总长的确定----------------------------------------------------1318、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------1419、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14三、强度计算--------------------------------------------------------------141、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------142、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------153、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------164、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------165、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------166、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------177、固定管板计算-------------------------------------------------------188、无折边球封头计算 --------------------------------------------------199、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20四、设计汇总-----------------------------------------------------21五、设计体会--------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------22设计题目：浮头式换热器工艺参数：管口表：符号公称直径（mm）管口名称a 130 变换气进口b 130 软水出口c 130 变换气出口d 130 软水进口e 50 排尽口设备选择原理及原因：浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。
浮头式换热器设计
大学生物工程专业《化工原理课程设计》说明书题目名称浮头式换热器的设计专业班级学号学生姓名指导教师2012 年06 月08 日目录1、设计方案.................................................................................. 错误!未定义书签。
2、衡算.......................................................................................... 错误!未定义书签。
2.1确定设计方案 ..................................................................... 错误!未定义书签。
2.1.1换热器的类型................................................................ 错误!未定义书签。
2.1.2 管程安排....................................................................... 错误!未定义书签。
2.2确定物性数据 ..................................................................... 错误!未定义书签。
2.3估算传热面积 ..................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.1 热负荷........................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.2 热流体用量................................................................... 错误!未定义书签。
浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)
目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2二、结构设计-------------------------------------------------------------51、管径及管长的选择---------------------------------------------------52、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------53、筒体内径确定-------------------------------------------------------54、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------65、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------76、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------77、外头盖结构设计-----------------------------------------------------88、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------89、管箱结构设计-------------------------------------------------------810、管箱结构设计------------------------------------------------------811、垫片选择----------------------------------------------------------912、折流板------------------------------------------------------------------------------------------913、支座选取----------------------------------------------------------1014、拉杆的选择--------------------------------------------------------1315、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------1316、防冲板------------------------------------------------------------1317、设备总长的确定----------------------------------------------------1318、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------1419、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14三、强度计算--------------------------------------------------------------141、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------142、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------153、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------164、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------165、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------166、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------177、固定管板计算-------------------------------------------------------188、无折边球封头计算 --------------------------------------------------199、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20四、设计汇总-----------------------------------------------------21五、设计体会--------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------22设计题目：浮头式换热器工艺参数：管口表：符号公称直径（mm）管口名称a 130 变换气进口b 130 软水出口c 130 变换气出口d 130 软水进口e 50 排尽口设备选择原理及原因：浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。
浮头换热器的课程设计说明书
化工原理课程设计设计题目：浮头式换热器的设计指导教师李毅学生姓名凌风2010 年 10 月 20 日浮头式换热器设计任务书一、设计题目：浮头式换热器的设计二、设计原始数据操作条件：①大豆油：入口温度133℃，出口温度40℃②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃③大豆油处理量：5000kg/h④允许压降：不大于1×105Pa⑤大豆油定性温度下的物性数据：根据液体相对密度共线图查得86.5℃下大豆油的密度为： =925 kg/m3根据液体粘度共线图得86.5℃下大豆油的粘度为：μ=0.000850 Pa/s根据液体比热容共线图得86.5℃下大豆油的定压比热容为：2.052 kJ/(kg·℃)CP0 =查表得86.5℃下大豆油的导热系数为λ=0.1559 W/(m·℃)⑥循环冷却水在定性温度下的物性数据如下：ρ=994 kg/m3密度：i=4.08 kJ/(kg·℃)定压比热容：CPiλ=0.626 W/(m·℃)导热系数：iμ=0.000725 Pa/s粘度：i⑦每年按330天计算，每天24小时连续运行。
三、设备型式浮头式换热器四、设计任务1.编写课程设计说明书2.设计计算列管式换热器的管径尺寸、管内流速、热负荷、传热面积、管程数、管数、壳程数和接管尺寸等3.工艺流程图及换热器工艺条件图4.设计评述目录一、设计方案 (3)1.1选择换热器的类型 (3)1.2流动空间及流速的确定 (3)二、物性数据 (4)三、计算总传热系数 (4)3.1热流量 (4)3.2平均传热温差(逆流) (4)3.3冷却水用量 (4)3.4总传热系数K (4)四、计算传热面积 (5)五、工艺结构尺寸 (5)5.1管径和管内流速 (5)5.2管程数和传热管数 (5)5.3平均传热温差校正系数 (6)5.4传热管排列和分程方法 (6)5.5壳体内径 (6)5.6折流板 (6)5.7接管 (7)六、换热器核算 (7)6.1热量核算 (7)6.2换热器内流体的流动阻力 (9)6.3换热器主要结构尺寸和计算结果 (10)七、主体设备图 (11)八、参考文献 (11)九、主要符号说明 (11)十、总结 (12)一、设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：入口温度133℃，出口温度40℃循环水，入口温度30℃，出口温度40℃本设计任务为煤油冷却器的设计，两流体在传热过程中无相的变化，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器；固定管板式换热器结构比较简单，制造简单，制造成本低，管程可用多种结构，规格范围广，在生产中广泛应用。
浮头式换热器课程设计
浮头式换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握浮头式换热器的基本原理、结构特点、工作流程和应用范围。
通过学习，学生能够理解浮头式换热器在化工、能源等领域的的重要作用，具备分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：•掌握浮头式换热器的定义和分类；•理解浮头式换热器的工作原理和结构特点；•熟悉浮头式换热器的设计计算方法和应用场景。
2.技能目标：•能够分析浮头式换热器的工作流程和性能指标；•具备利用浮头式换热器解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对浮头式换热器技术的兴趣和好奇心；•使学生认识到浮头式换热器在现代工业中的重要性；•培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括浮头式换热器的基本原理、结构特点、工作流程和应用范围。
具体安排如下：1.浮头式换热器的定义和分类；2.浮头式换热器的工作原理和结构特点；3.浮头式换热器的设计计算方法；4.浮头式换热器的应用场景和案例分析；5.浮头式换热器在现代工业中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握浮头式换热器的基本原理和知识；2.讨论法：引导学生参与课堂讨论，培养学生的思考和分析能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解浮头式换热器的应用和解决实际问题的能力；4.实验法：安排实验室实践，使学生亲手操作，加深对浮头式换热器的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的浮头式换热器教材作为主要教学资源；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、动画等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备浮头式换热器的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
浮头式换热器课程设计
目录一 设计任务书某生产过程中，需将6000kg/h 的原油从175℃冷却至130℃，压力为0.4MPa ；冷却介质采用循环水，循环冷却水的压力为0.3MPa ，循环水进口温度25℃，出口温度为55℃。
试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
二 设计计算2.1确定设计方案2.11 选择换热器类型 两流体的温度变化情况:原油进口温度175℃，出口温度130℃； 循环冷却水进口温度25℃，出口温度55℃。
考虑到换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
2.12 管程安排由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加速污垢增长速度，使换热器的热流量下降，故总体考虑，应使循环冷却水走管程，原油走壳程。
2.2 确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故 壳程原油的定性温度为：5.1522)130175(=+=T ℃ 管程循环冷却水的定性温度为：402)5525(=+=t ℃ 已知原油在定性温度下的有关物性数据如下： 密度 0ρ＝820kg/m 3 导热系数 0λ＝0.128W/m ℃ 定压比热容 0p C ＝2.20kJ/kg ℃ 粘度 0μ＝0.665mPa ﹒s 循环冷却水在40℃下的物性数据如下：密度 i ρ＝992.2kg/m 3 导热系数 0λ＝0.634W/m ℃ 定压比热容 0p C ＝4.1744KJ/kg ℃ 粘度 0μ＝0.656mPa ﹒s2.3 估计传热面积2.31 热流量 （忽略热损失）h kj t C m Q p /452.260000000⨯⨯==2.32 冷却水的用量h kg t C Q m p i /2.4773301744.459400000=⨯==2.33 平均传热温差 先按照纯逆流计算得：36.112105120ln )105120('=-=mt ℃ 2.34 初算传热面积由总传热系数的选择表可得：K 的取值范围为290 ~698)/(02C m W ，在K 的取值范围内，取K=320)/(02C m W 。
浮头式换热器课程设计说明书
浮头式换热器课程设计说明书(共25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.方案确定选择换热器的类型浮头式换热器：主要特点是可以从壳体中抽出便于清洗管间和管内。
管束可以在管内自由伸缩不会产生热应力。
换热面积的确定根据《化工设备设计手册》选择传热面积为 400m 2换热管数N 的确定我国管壳式换热器常用碳素钢、低合金钢钢管，其规格为φ19× 2、φ25× 、φ32× 3、φ38 × 3、φ57 × 等，不锈钢钢管规格为φ19 × 2、φ25 × 2、φ32 × 2、φ38 × 、φ57 × 。
换热管长度规格为、、、、、、、、等。
换热器换热管长度与公称直径之比，一般在 4～25 之间，常用的为 6～10。
管子的材料选择应根 据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。
选用32×3mm 的无缝钢管，材质为 0Cr18Ni9，管长为 6000mmn=A/πd 0L 3-5式 3-5：n —换热管数 A —换热面积m 2 d0—换热管外径mm L —换热管长度mm故 -3-3400n==6133.1432600010⨯⨯10⨯⨯根表拉杆直径 /mm表拉杆数量换热器公称直径DN/mm400＜d400≤d＜700700≤d＜900900≤d＜2600 44810拉杆需 10根。
换热管的排布与连接方式的确定换热管排列形式如图所示。
换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转正三角形、转三角形。
正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用的最为广泛，但管外不易清洗。
为便于管外便于清洗可以采用正方形或转正方形的管束。
换热管中心距要保证管子与管板连接时，管桥有足够的强度和宽度。
管间需要清洗时还要留有进行清洗的通道。
换热管中心距宜不小于倍的换热管的外径。
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精品文档1.方案确定选择换热器的类型浮头式换热器：主要特点是可以从壳体中抽出便于清洗管间和管内。
管束可以在管内自由伸缩不会产生热应力。
1.1 换热面积的确定根据《化工设备设计手册》选择传热面积为 400m 21.2 换热管数N 的确定我国管壳式换热器常用碳素钢、低合金钢钢管，其规格为φ19× 2、φ25× 2.5、φ32× 3、φ38 × 3、φ57 × 3.5 等，不锈钢钢管规格为φ19 × 2、φ25 × 2、φ32 × 2、φ38 × 2.5、φ57 × 2.5。
换热管长度规格为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0m 等。
换热器换热管长度与公称直径之比，一般在 4～25 之间，常用的为 6～10。
管子的材料选择应根 据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。
选用32×3mm 的无缝钢管，材质为 0Cr18Ni9，管长为 6000mmn=A/πd 0L 3-5式 3-5：n —换热管数 A —换热面积m 2d0—换热管外径mm L —换热管长度mm故 -3-3400n==6133.1432600010⨯⨯10⨯⨯根表1.1 拉杆直径 /mm表1.2 拉杆数量换热器公称直径DN/mm400＜d400≤d＜700700≤d＜900900≤d＜2600 44810拉杆需 10根。
1.3 换热管的排布与连接方式的确定换热管排列形式如图 3.1 所示。
换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转正三角形、转三角形。
正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用的最为广泛，但管外不易清洗。
为便于管外便于清洗可以采用正方形或转正方形的管束。
换热管中心距要保证管子与管板连接时，管桥有足够的强度和宽度。
管间需要清洗时还要留有进行清洗的通道。
换热管中心距宜不小于 1.25 倍的换热管的外径。
换热管排列形式如图 1.1 所示：正三角形转角三角形正方形转角正方形图 1.1 换热管排列形式图 1.2 管子成三角形排列本换热器采用正三角形排列,由表 1.3,取管间距 a=40mm。
表1.3换热管中心距 (mm)换热管外径 d14192532384557换热管中心距 S19253240485772换热器的主要设计参数如下：表1.4设计参数表工作压力（MPa） 1.0 1.6设计压力（MPa） 1.1 1.76腐蚀裕度（mm） 1.0 1.0材质Q235-B Q235-B2. 换热器壳体壁厚的设计计算压力容器选材：本设备为冷凝器，由于设计压力在低范围内，工作温度不高，介质为乙烯，所以选用Q235-B 材料，且满足其使用要求。
一般来说，换热器的壳体和管箱公称直径大于等于 400mm 时，其筒体使用板材卷制。
当换热器的公称直径小于 400mm 时，其筒体使用管材制。
由于本次设计的换热器直径为 1200mm，所以我选用板材卷制的筒体。
2.1 壳程壁厚的设计计算1. 名义壁厚计算p=2[]c itcDpσφδ-4-1查表得[σ]t=170MPa取设计压力p =1.1×1.6=1.76 MPa故1.7600==7.3521700.85 1.76mm σ⨯12⨯⨯-n 12=+C C δδ+故 n 12=+7.350.819.15C C mm δδ+=++=按照GB151-89对固定管板式换热器最小壁厚的规定，取12mm 。
2.有效壁厚计算e δ 12=120.8110.2e n C C mm δδ--=--= 3.最小壁厚计算,min n δ对于合金钢容器，规定最小壁厚不能小于2mm 。
,min min 2=+C 224mm n δδ=+=min ,min >n δδ所以壳程的名义厚度取12mm 合格。
2.2 管箱壁厚设计计算换热器的管箱封头一般为椭圆形或平盖形。
平盖容易拆卸，维修关程时不必拆卸管道。
一般大直径压力高，检修情况允许时，倾向于使用平盖。
在压力不高的情况下，换热器直 径小于等于900mm 时，用椭圆形封头；换热器直径大于900mm ，通常使用平盖。
因为本换热器直径为 1200mm,所以选用椭圆形封头。
1. 名义壁厚计算管箱选材为Q235-A ，有参考文献[4]公式4-2=2[]c it cp D p δσφ- 4-2式4-4：δ—管箱计算壁厚，mmi D —圆筒内径，mm查得[σ]t =170MPaφ—焊缝系数，焊缝采用双面焊，局部无损探伤，取φ= 0.85 取设计压力 p=1.76MPa故 1.761200=7.3521700.85 1.76mm δ⨯=⨯⨯-n 12=+C C δδ+查得：10.8mm C = 21mm C =故 12=+C 7.350.81=9.15n C mm δδ+=++ 按照GB151-89对固定管板式换热器最小壁厚的规定，n δ取12mm 。
2. 有效壁厚计算e δ 12=120.8110.2e n C C mm δδ--=--= 3.最小壁厚计算,min n δ对于碳素钢容器，规定最小壁厚≤3mm。
,min min 2325n C mmδδ=+=+=min ,min n δδ>所以管箱的名义厚度取12mm 合格。
4.管箱水压试验较核:由参考文献[4]知,内压容器水压试验公式：i (+)2T e T eP D δσδ=对于内压容器 []1.25p []T T ctp σσ= 式 4-6： c p —取壳程与管箱中计算压力较大者，即c p =1.76MPa[]t σ—设计温度下材料的许用应力，MPa 。
由于壳程与管箱采用相同的材料，所以[σ]t =[σT ]故 =1.25 1.76=2.2T p MPa ⨯ 所以 2.2(120010.2)130.5a 210.2T MP σ⨯+==⨯0.9=0.92350.85=179.8s MPa σφ⨯⨯因为<0.9T s σσφ所以该换热器壳体水压试验合格。
2.3封头的选择及计算容器封头又称端盖,按其形状可分为三类：凸形封头、锥形封头、平板形封头。
其中 凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头（或称带折边的球形封头）和球冠封头 （或称无折边球形封头）四种。
1.球形封头从受力分析来看，球形封头是最理想的结构形式。
但缺点是深度大，当直径较小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也大。
半球形封头常用在高压容器。
如下图所示：2.椭圆形封头椭圆形封头是由椭圆面和短圆筒组成，直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现经向曲径半径突变，以改善焊缝的受力状况。
由于封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，所以应力分布比较均匀，且椭圆形封头深度较半球形深度封头小得多，易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用最为普遍的封头之一。
如下图所示：3.平盖在理论分析时平板的周边支承被认为固支或简支，但实际上平盖与圆筒连接时，真实的支承既不是固支也不是简支，而是介于固支和简支之间。
平盖的集合形状包 括圆形、椭圆形、长圆形、矩形及正方形等几种，平盖的最大应力既可能出现在中心部位， 也可能在圆筒与平盖的连接部位。
比较以上几种封头形式，选用标准椭圆形封头，为了便于焊接封头及经济性要求，Q235-B 。
容器设计压力 P≤1.6MPa；使用温度在0 ~350℃ ；壳体厚度小于16mm 。
不得用于 盛装液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质。
采用材料为 Q235-B 。
1.封头名义壁厚计算 由参考文献[4]得=2[]0.5c it c p D p δσφ-上式中[σ]t —设计温度下材料的许用应力，MPa查得[σ]t =170MPaφ—焊缝系数，焊缝采用双面焊，局部无损探伤，取φ= 0.85取设计压力 p=p w =1.76MPa故 1.761200=7.3321700.850.5 1.76mm δ⨯=⨯⨯-⨯n 12=+C C δδ+n 12=+=7.33+0.8+1=9.1C C mm δδ+ 按照GB151-89对固定管板式换热器最小壁厚的规定，δn 取12mm 。
2.有效壁厚计算δee 12=120.8110.2n C C mm δδ--=--=3.最小壁厚计算δn , min对于碳素钢容器，规定最小壁厚不能小于3mm 。
δn,min =δmin =3+2=5mmδmin >δn,min所以封头的名义厚度取12mm 合格。
4.封头的选择查参考文献[5]，封头DN1200×12mm，曲面高度 h 1 =100mm ，直边高度 h 2 =25mm 。
结构尺寸如下表所示：表2.2封头尺寸 （mm ）公称直径DN曲面高度h1直边高度h2厚度δ 120012525122.4壳体水压试验校核由参考文献[4]知,内压容器水压试验公式：()=2T i e T ep D δσδ+对于内压容器 []=1.25[]T T ctp p σσ [σ]t —设计温度下材料的许用应力，MPa 。
由于壳程与管箱采用相同的材料，所以[σ ]t =[σ]故 p T =1.25×1.76=2.2MPa所以故 0.9σs φ=0.9×235×0.85=179.115MPa因为 σT <0.9σsφ所以该换热器壳体水压试验合格。
3.密封装置设计及选型3.1 法兰的选型与设计法兰联接是作为容器的筒体与封头、筒体与筒体、管道间、管道与阀门管件等的可拆性联接。
它是由一对法兰、数个螺栓、螺母和一个垫片组成。
由于强的密封性能和较好的强度，2.2(1200+10.2)==130.5210.2T MPaσ⨯⨯故应用广泛。
缺点是不能快速拆卸，制造成本较高。
常见的整体法兰形式有两种即平焊法兰和对焊法兰。
平焊法兰结构能保证壳体与法兰同时受力，使法兰厚度可适量减薄，但会在壳体上产生较大应力，适用于（PN≤4.0MPa）的低压容器。
甲型平焊法兰与乙型平焊法兰的区别在于乙型平焊法兰有一个壁厚不小于16mm 的圆筒形短节，因而乙型平焊法兰的刚性比甲型平焊法兰好，甲型法兰在（PN≤0.6MPa）时，适用的容器直径范围为（DN=300~1200），乙型法兰性能更优。
由于本次设计的换热器压力低，属于一类容器DN=1200mm，所以选用甲型平焊法兰。
3.2.法兰压紧面的选择凹凸面（如图 5-2）安装时易于对中，还能有效地防止垫片被挤出压紧面，适用于 pN ≤6.4MPa 的容器法兰和管法兰。
综上所述，选用凹凸面压紧面。
如图 3.1：图 3.1 法兰（1）法兰材料选用Q235-A，许用应力为:[σ]= 170MPa，[σ]t=170MPa。