固定管板式换热器
固定式管板式换热器
计算换热面积，以换热管外径为基准，扣除不参与换热的换热管长度后，计算得到的外表面积。
公称换热面积，圆整为整数后的计算换热面积。
管程——介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分。
以换热器的长度作为管壳式热交换器的公称长度。
换热管为直管时，取直管长度；换热管为U形管时，取U形管直管段的长度。
为消除换热管与管板管孔之间缝隙的轻度胀接。
管程——换热管常用排列形有正三角行排列（30°）、转角正三角形排列（60°）、正方形排列（90°）、转角正方形排列（45°）。
注：流向垂直于折流板缺口。
换热管中心距不宜小于1.25倍的换热管外径。
管箱平盖与管箱的连接紧固件宜采用双头螺柱。
与管板连接的强化传热管端部光管长度不应小于管板厚度加30mm；未作规定时光管长度为120mm。
换热管材料的硬度应低于管板的硬度。
强度焊接的焊脚高度ι应满足7.4.7中换热管与管板连接拉脱力的要求，且ι不应小于δt。
折流板间距管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管，其余折流板宜按等间距布置。
折流板最小间距不宜小于圆筒内径的1/5且不小于50mm，特殊情况下也可取较小的间距。
当不能利用接管（或接口）进行放气或排液时，应在管程和壳程的最高点设置放气口，在最低点设置排液口。
设备法兰优先采用NB/T47021~47023、GB/T29465中的法兰。
热交换器的公称长度不大于3m时，鞍座间距L B宜取0.4倍~0.6倍热交换器的公称长度；热交换器的公称长度大于3m时，鞍座间距L B宜取0.5倍~0.7倍热交换器的公称长度；必要时应对支座和壳体进行强度和稳定性校核；鞍座支座可按JB/T4712.1选用。
换热管的厚度应按GB150.3-2011中的外径公式进行计算，必要时还应进行外压校核。
管板换热器采用焊接连接时，管板最小厚度应满足结构设计和制造要求，且不小于12mm。
换热管直管或直管段长度大于6000mm时允许拼接；且应符合以下要求：设备法兰、分程隔板的密封面应在热处理后加工。
固定管板式换热器型式与基本参数
【固定管板式换热器型式与基本参数】【导读】换热器作为石油、化工、电力等工业生产中常用的热交换设备，承担着热能的传递和交换任务。
在众多换热器型式中，固定管板式换热器因其结构简单、制造安装方便、适用范围广泛等特点而备受关注。
本文将对固定管板式换热器的型式与基本参数进行深入探讨，以帮助读者全面理解和掌握这一重要的工业设备。
【1】描述固定管板式换热器的结构固定管板式换热器，是指换热管束和管板为一个整体且不可拆卸，且支撑件与壳体之间是固定的结构。
其主要结构包括壳体、管板、管束、管束固定件等部件。
管束通过管板固定在换热器的两端，实现热媒的交换。
【2】分析固定管板式换热器的型式固定管板式换热器通常分为单级和多级两种型式。
单级换热器适用于对热媒温差要求不高的场合，而多级换热器则适用于热媒温差较大的场合，其优势在于能够有效利用热能。
【3】展示固定管板式换热器的基本参数固定管板式换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度等。
其中，换热面积是衡量换热器换热性能的重要指标，设计压力和设计温度则直接关系到设备的安全运行。
【4】总结与回顾通过本文的介绍，读者了解了固定管板式换热器的结构、型式和基本参数。
在实际工程应用中，根据不同的工艺条件和要求，选择合适的固定管板式换热器至关重要。
为了确保换热器的安全稳定运行，我们还需要仔细考虑和掌握其设计参数，从而实现高效的热能传递和利用。
【5】个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我个人认为固定管板式换热器在工业生产中具有非常重要的地位。
其结构简单、可靠性高，在石油、化工等行业的热能传递中发挥着不可替代的作用。
然而，在选择和使用固定管板式换热器时，我们需要充分了解其型式和参数，才能确保其安全、高效地运行。
通过今天的阅读，希望读者已经对固定管板式换热器的型式与基本参数有了更深入的理解。
在今后的工作中，希望大家能在实践中不断积累经验，提高对这一重要设备的运用水平。
【感谢您的阅读，如果对固定管板式换热器还有任何疑问，欢迎交流讨论。
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数【文章标题】固定管板式换热器型式与基本参数：深入探讨热传递效率提升的关键【引言】固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个行业中。
它以其高效的热传递性能和广泛的适应性受到了深度关注。
本文将对固定管板式换热器的不同型式和基本参数进行全面评估，并探讨如何提高热传递效率和优化换热器设计。
【正文】一、固定管板式换热器的基本原理固定管板式换热器是一种热流体之间进行热负荷传递的设备，其基本原理是通过管束和板束之间的接触面积来实现热量的传递。
其主要由管板、固定板和密封垫片构成。
不同的固定管板式换热器型式在结构和工作原理上存在一定的差异，但都遵循热量传递的基本规律。
二、固定管板式换热器的不同型式1. 平行流型平行流型固定管板式换热器是一种常见的型式。
其主要特点是冷热流体在管束和板束之间进行平行流动，热量沿着流体流动方向逐渐传递。
这种型式具有较高的对流换热系数和较小的传热温差。
由于冷热流体的温度差不大，适用于传递温度差较小的热负荷。
2. 逆流型逆流型固定管板式换热器在结构上与平行流型有所不同。
冷热流体在管束和板束之间呈相反的流动方向，从而使热量传递更为均匀。
这种型式适用于传递温度差较大的热负荷，但对流换热系数较平行流型略低。
3. 混流型混流型固定管板式换热器是上述两种型式的结合，冷热流体在不同部分呈不同的流动方向，从而提高了热量传递效率。
这种型式适用于传递温度差较小且对换热器体积有限的情况。
三、固定管板式换热器的基本参数与热传递效果1. 管与板之间的间隙管与板之间的间隙大小直接影响着热传递效果。
间隙太小会导致流体堵塞，影响换热器的正常运行；间隙太大则会减弱热传递效果。
在换热器设计中需要合理确定间隙大小，以确保热传递效率的最大化。
2. 管束和板束的布置方式管束和板束的布置方式对热传递效果有重要影响。
不同的布置方式会导致管束流体的流动模式、传热特性和压力损失不同。
常见的管束和板束布置方式有对称布置、交叉布置和平行布置等。
固定管板式换热器工作原理
固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热，将热量传递到管道中的流体中，以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器，流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中，实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面，吸收热量，以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时，会形成流场，其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式，可以优化流场，使流体在换热器内部均匀流动，从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态，实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点：1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理，能够保证管道布置合理，使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器，固定管板式换热器能够实现高效的热量传递，热交换效率高，能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单，维护方便，能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换，包括液体、气体等不同形式的流体，适用范围广泛，适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点，是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解，可以更好地应用于工业生产实践中，提高生产效率和资源利用率。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计摘要固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、能源、冶金等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的基本原理、设计方法以及注意事项，以帮助工程师们更好地进行换热器的设计。
1. 引言换热器是工业生产中常见的设备之一，用于在不同流体之间进行热交换。
固定管板式换热器由许多平行管道和固定的平板组成，流体通过管道与平板交换热量。
固定管板式换热器具有结构简单、换热效率高的优点，因此在工程实践中被广泛采用。
2. 基本原理固定管板式换热器的基本原理是将两种不同温度的流体分别通过管道和平板，使其在接触的过程中进行热量传递。
其中，管道中的流体称为管侧流体，平板上的流体称为壳侧流体。
管侧流体和壳侧流体之间的热量传递通过壳管之间的壁薄传导、对流传热和辐射传热三种方式进行。
3. 设计方法固定管板式换热器的设计需要考虑多个因素，包括流体特性、传热系数、温差、压降等。
下面将介绍设计固定管板式换热器的基本步骤：3.1 确定换热面积换热面积是固定管板式换热器设计中的重要参数，一般需要根据具体的工况来确定。
常用的方法包括热负荷法、流体物性法等。
3.2 确定壳体和管子的尺寸壳体和管子的尺寸设计需要考虑流体的流速、壳体和管子材料、压力等因素。
在设计过程中需要保证壳体和管子的强度和密封性。
3.3 确定流体的流量流体的流量是固定管板式换热器设计过程中的另一个重要参数，可以通过工况和传热系数来确定。
流体的流量决定了换热器的尺寸和性能。
3.4 计算传热系数传热系数是固定管板式换热器性能的关键参数。
传热系数的计算需要考虑流体的性质、流速、壳侧和管侧的传热方式等。
3.5 设计壳侧和管侧流体的流动方式壳侧和管侧流体的流动方式直接影响换热效果。
常见的流动方式包括并流、逆流和交叉流，选择合适的流动方式需要考虑流体的性质、压降等因素。
4. 注意事项设计固定管板式换热器时需要注意以下几点：•确保换热器的结构强度和密封性，避免泄漏和破裂的情况发生；•流体的选择和流量的确定需结合具体工况，合理选择流量和流速；•传热系数的计算需考虑流体的性质、壳侧和管侧的传热方式等因素；•确定壳侧和管侧的流动方式时，需综合考虑流体的性质、压降等因素。
固定管板式换热器壳程体积计算
固定管板式换热器壳程体积计算
固定管板式换热器是一种常见的换热设备，用于传递热量或冷却液体。
壳程体积是指换热器的壳体内单位长度的总体积，通常用来评估换热器的性能和设计。
计算固定管板式换热器壳程体积需要以下几个关键参数：
1.壳体内直径（D）：换热器壳体内圆管的外径。
2.内外壳程间距（B）：壳程内部圆管的内径与壳体内径之间
的间隙。
3.换热管的数量（N）：壳程内圆管的数量。
4.换热管的长度（L）：壳程内圆管的长度。
换热器壳程体积的计算公式为：
壳程体积= π * ((D/2)^2 - (D/2 - B)^2) * N * L
其中，π是圆周率，((D/2)^2 - (D/2 - B)^2)代表壳体内圆环的截面面积，N为换热管的数量，L为换热管的长度。
需要注意的是，壳程体积计算是一个近似值，因为它假设壳程内的管束是理想的圆环结构。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器（Fixed Tube-sheet Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的设计原理、结构特点，并对其设计流程进行详细阐述。
一、设计原理在换热过程中，热量从高温流体通过管壁传递到低温流体。
高温流体进入管束，从管壁流过，将热量传递给管内的低温流体。
通过多个管束的交叉布置，可以实现大面积的热交换，提高换热效率。
二、结构特点1.管束结构合理：固定管板式换热器采用纵向布置的管束结构，利于流体流动，减小流体的阻力，提高换热效率。
2.管板紧密连接：管板与管束通过焊接或膨胀连接，保证流体不会泄漏或混合。
3.固定件的设计：固定件采用螺栓连接，可以方便地拆卸和维修换热器。
4.壳体结构合理：壳体采用圆筒形状，能够承受较大的内部压力，提供稳定的工作环境。
三、设计流程1.确定设计参数：根据工艺要求和流体性质，确定换热器的设计参数，包括换热面积、热交换系数、流体流量等。
2.确定管子布置方式：根据流体性质和布置空间，确定管子的布置方式，包括并列式、对流式、六边形等。
3.确定壳体尺寸和材质：根据管子的布置方式和流体流量，确定壳体的尺寸和材质，包括内径、壳体长度和壳体材质等。
4.选择管板和固定件：根据壳体尺寸和管子布置方式，选择合适的管板和固定件，包括管板和壳体的连接方式、固定件的材料等。
5.进行换热计算：根据流体性质和换热参数，进行换热计算，计算出换热器的换热效率和流体的出口温度等。
6.进行强度计算：根据壳体结构和管道布置，进行强度计算，确保换热器在正常工作条件下的安全可靠性。
7.绘制制图：根据设计参数和计算结果，绘制出换热器的制图，包括总装图、管束图、壳体图和焊接图等。
8.进行工艺设计：根据设计图纸和工艺要求，进行工艺设计，确定制造工艺和生产工序。
9.进行质量检验：对制造的换热器进行检验，包括外观质量、尺寸精度和焊接质量等。
固定管板换热器
以醚化19-E-1008为例 碳四 王云飞
1概述
▪ 固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。由于 其结构简单，运用比较广泛。
▪ 固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递 的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、 电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设 备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的 40%左右，占总投资的30%-45%。随着节能技术 的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高 温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
▪ 4管束分程
▪ 在管子内流动的流体从管子的一端到另一 端，成为一管程
6 壳程结构
▪ 1 壳体 ▪ 壳体一般是一个圆筒，在峭壁上焊有接管，
供壳程流体进入和排出用，为防止进口流 体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和振动， 在壳程进口接管处常装有防冲挡板，或缓 冲板
▪ 2 折流板
▪ 设置折流板的目的是为了提高壳程流体的 流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直 冲刷管束，已改善传热，增大壳程流体的 传热系数，同时减少结垢。常用的形式有 弓形和圆盘-圆环形
▪ 3换热管
▪ 换热管形式除光管外，换热管还可以采用 各种各样的强化传热管，如翅片管，螺旋 管、螺纹管等。
▪ 换热管排列形式 排列形式主要有三角形、 正方形和转角正三角形、转角正方形。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，故用的最普遍，但管外 不易清洗
换热管排列形式
▪ 本换热器排列形式为转角正方形
须在壳体上设置膨胀节； ▪ 2、易产生温差力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏； ▪ 3、壳程无法机械清洗； ▪ 4、管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低。
▪ 此换热器为1壳程4管程 ▪ 管程流体走向由下至上（红色） ▪ 壳程流体走向由上至下（黄色）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
固定管板式换热器
一 换热管
1换热管外径
取换热管外径为25*2.5。
2换热管数量及长度
*(0.1)A
n d L π=-
A 换热面积
D 换热管外径
l 换热管长度
A=402m
取安全系数1.125，1*1.12546A A == 140*1.125
248*(0.1) 3.14*0.02*(30.1)A n d L π==≈--
n=248
L=3
3布管
（1）换热管排列方式
采用正三角形排列
（2）换热管中心距
查阅课本139页表5-3确定换热管中心距是32mm 。
二换热器壳体
1换热器内径计算
0*(1)(2~3)*D t b d =-+
t 管心距
d 0 换热管外径
D 壳体内径
17.32281b ===
0*(1)(2~3)*D t b d =-+
t=32mm
32*(17.322811)2*25572.32992
D =-+=
取D=600mm
2筒体壁厚计算
水蒸气工作压力1.27Mpa ，脱盐水工作压力1.28Mpa 。
材料选16MnR
工作温度T=150/170℃
查阅课本32页确定设计设计温度T W =170/190℃
脱盐水走壳程，水蒸气走管程。
*2*[]*c i t c p D p δσφ=-
δ 圆筒的计算壁厚
c p 圆筒的计算压力
[]t σ 许用应力
φ 焊接接头系数
[]t σ 156
查阅课本32页确定c p =1.28+0.18=1.46Mpa
GB150规定焊接接头系数容器受压元件焊接接头的工艺特点以及无损检测的抽查率确定，查阅课本38页确定φ=0.85。
* 1.46*600 3.322*[]*2*156*0.86 1.46
c i t c p D mm p δσφ==≈--
d C δδ=+
查阅课本40也确定C 2=1.5mm 。
查阅课本39页确定C 1=0.3mm
C= C 1 + C 2=1.8mm
3.321 1.8 5.121d C mm δδ=+=+=
元整后6n mm δ=
(3)布管限定圆
查阅GB15132*L i D D b =-
L D 布管限定圆
i D 圆筒内直径
3b 最外层换热管外表面至壳体内壁的最短距离，30.25*b d =
30.25* 6.25b d ==
3b 一般不小于8mm
32*6002*8584L i D D b mm =-=-=
三管板设计
1管板厚度
GB151-1999规定00250.75*d mm d δ≤≥时
018.75d mm ≥
020d mm =
2管板与换热管的连接
胀结受到压力和温度的限制。
一般适用于设计压力小于等于4Mpa ，设计温度小于等于300℃，及操作中无剧烈的震动。
无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀的场合。
（摘自课本139页）
所以管板与换热管使用强度胀结。
2管板与壳体的连接
查阅课本141页确定管板与壳体采用不可拆式连接。
管板采用最常用的平板形管板，材料为16MnR。
3管孔
查阅GB151-1999确定管孔直径0.15
25.25+
4拉杆
（1）拉杆孔
拉杆与管板焊接连接，拉杆孔深度L等拉杆孔直径。
拉杆孔直
径按公式11.0
d d
=+
查阅GB151—1999确定d=16mm拉杆直径1
d拉杆孔直径
d拉杆直径
11.017
d d mm
=+=
拉杆孔深度L=26mm （2）拉杆数量
拉杆数量为4
四管箱
1容器法兰
管板与法兰连接的结构尺寸及制造、检验要求按JB４７００～JB４７０３的规定。
(１)初步确定法兰的公称压力等级
p=1.28+0.18=1.46Mpa确定公称压力等级为１.６Mpa
c
（2）初步确定法兰类型
查阅课本82页表4-1，初步法兰类型为甲型平焊法兰。
（3）选定法兰材料
法兰材料为16MnR
（4）法兰标记
法兰M600—1.6JB/T4701
（5）确定法兰的公称压力及类型
查阅课本90页表4-9及88页表4-7，确定法兰公称压力等级为1.6Mpa，材料为16MnR。
垫片为GB/T3985 石棉橡胶板、螺柱材料为35号钢、螺母材料25号钢。
（6）确定密封面形式
查阅课本83页表4-2，选择凸面密封M 。
（7）法兰结构
根据标准JB/4703—2000确定法兰具体结构尺寸，螺柱数量28。
2管箱筒体壁厚
（1）参数
工作压力1.27Mpa 、
计算压力1.45Mpa
工作温度160℃
设计温度190℃
[]t σ=170
φ=0.85
(2)计算
* 1.45*60032*[]*2*170*0.85 1.45
c i t c p D mm p δσφ==≈-- C= C 1 + C 2=1.8mm
13 1.8 4.8d C mm δδ=+=+=
元整后16n mm δ=
3管箱筒体长度
当开孔通过或临近焊接接头时，应保证在开孔中心的2*d 范围内不存在任何缺陷。
管箱筒体长度为270mm 。
4标准椭圆形封头 K=1
**1*1.45*60032*[]*0.52*170*0.850.5*1.45
c i t c k p D p δσφ==≈-- 23 1.8 4.8
d C mm δδ=+=+=
元整后26n mm δ=
查阅课本42页确定直边高度为25mm 。
5接管
（1）管壳程进料管与管壳程出料管
查阅HG21630—1990 确定进料管为φ76*5 高度100mm 。
螺栓数量4 ，材料15CrMo 。
（2）放空管与排污管
查阅GB9948—1988 确定放空管与排污管为25*2.5 ，螺栓数量4 ，材料15CrMo 。
6接管法兰
（1）管壳程进料管与管壳程出料管法兰 查阅HG20592
HG20595 法兰WN65-1.6 RF 16Mn
（2）放空管与排污管法兰
HG20595 法兰WN20-1.6 RF 16Mn
五折流板
0.2*0.2*600120i h D mm === 折流板间距为150mm 。
六鞍座
查阅JB4712—2007
鞍座标记 JB/4712.1—2007，鞍座BI600—F
JB/4712.1—2007，鞍座BI600—S。