换热器的设计说明书
换热器设计说明书
3 U 形管换热器设计计算及强度校核...........................................................................................33 3.1 筒体、封头的厚度计算及压力试验校核 ....................................................................... 33 3.1.1 筒体厚度计算 ........................................................................................................ 33 3.1.2 前端管箱筒体计算 ................................................................................................ 34 3.1.3 前端管箱封头计算 ................................................................................................ 35 3.1.4 后端封头计算 ........................................................................................................ 36 3.2 水压试验校核 ................................................................................................................... 37 3.2.1 筒体的水压试验校核 ............................................................................................ 37 3.2.2 前端管箱封头，后端封头的水压试验校核......................................................... 39 3.3 法兰和螺栓 ....................................................................................................................... 40 3.3.1 垫片的选择及计算 ..............................................பைடு நூலகம்............................................... 40 3.3.2 螺栓的选择及计算 ................................................................................................ 41 3.3.3 法兰的选择 ............................................................................................................ 42 3.4 开孔补强计算 ................................................................................................................... 43 3.4.1 进口接管①、出口接管⑤ .................................................................................... 43 3.4.2 进口接管② ............................................................................................................ 45 3.4.3 出口接管④ ............................................................................................................ 47 3.5 管板及换热管的选择计算 ............................................................................................... 50 3.5.1 换热管的尺寸及排布 ............................................................................................ 50 3.5.2 管板的设计计算 .................................................................................................... 50
管板式换热器设计说明书
管板式换热器设计说明书管板式换热器设计说明书一、概述管板式换热器是一种高效的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等多个领域。
本设计说明书旨在介绍管板式换热器的设计原理、结构特点、选型方法、安装注意事项等相关内容。
二、设计原理管板式换热器采用管道和板式换热器结合的方式进行换热。
其主要原理是利用热流体在管道中流动时，通过管壁和板片与低温流体进行换热。
同时，管道和板片的结构也能使热流体均匀地流过，从而增强换热效果。
三、结构特点1.结构紧凑：管板式换热器体积小，结构紧凑，占用空间少，适用于场地狭小的场合。
2.换热效率高：管板式换热器采用多层板片进行换热，有效增加了换热面积，提高了换热效率。
3.应用广泛：管板式换热器适用于多种流体之间的换热，如液-液、气-液等。
4.可靠性高：管板式换热器采用优质材料制造，工艺先进，具有耐腐蚀、耐压等特点，具有较高的可靠性。
四、选型方法1.按照工艺要求确定换热参数：如换热量、流量、温度等。
2.确定流体性质：如流体介质、流速、粘度等。
3.进行换热器设计：选择合适的板片组合，计算换热器换热面积，确定尺寸和数量。
4.选择合适的材料：选择耐腐蚀、耐高温的合金材料，同时考虑生产成本。
五、安装注意事项1.在安装前，应仔细检查产品是否完好，检查连接处是否严密，以确保安装质量。
2.安装时应注意管路连接方式的选择，可选用法兰连接或焊接连接。
3.在碰到易燃易爆介质时，应注意防火防爆措施。
4.安装后应进行效验，检查管道连接是否泄漏，实验前应做好相应的准备工作。
六、总结管板式换热器具有结构紧凑、换热效率高、应用广泛、可靠性高等特点，是目前工业中使用的一种高效节能的换热设备。
在选型和安装过程中，应注意流体性质、工艺要求的确定，材料的选择和安装质量的保证。
换热器课程设计说明书
换热器原理与设计课程设计计算说明书设计题目换热器原理与设计课程设计学院（系）：机电工程学院专业：能源与动力工程班级：姓名：学号：指导老师：完成日期：新余学院目录第一部分确定设计方案 (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)第二部分确定物性数据 (4)第三部分工艺流程图 (5)第四部分计算总传热系数 (6)4.1热负荷的计算 (6)4.2平均传热温度 (6)4.3估K值 (6)4.4由K值估算传热面积 (6)4.5冷却水用量 (7)第五部分换热器工艺结构尺寸 (8)5.1 管径，管长，管数 (8)5.2管子的排列方法 (8)5.3 壳体内径的计算 (9)5.4折流板 (9)5.5 计算壳程流通面积及流速 (10)5.6计算实际传热面积 (11)5.7传热温度差报正系数的确定 (11)5.8管程与壳程传热系数的确定 (11)的确定 (13)5.9传热系数K5.10传热面积 (13)5.11附件 (13)5.12换热器流体流动阻力 (14)第六部分设计结果 (17)第七部分总结 (18)第八部分主要参考文献 (20)第九部分附录 (21)第一部分确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度130℃，出口温度40℃。
冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。
从两流体温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁温之差很大，因此初步确定选用浮头式列管换热器，而且这种型式换热器管束可以拉出，便于清洗；管束的膨胀不受壳体约束。
1.2流动空间及流速的确定由于煤油的粘度比水的大，井水硬度较高，受热后易结垢，因此冷却水走管程，煤油走壳程。
另外，这样的选择可以使煤油通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。
同时，在此选择逆流。
选用ф25×2.5的碳钢管，管内流速取u i=0.75m/s。
第二部分确定物性数据定性温度：可取流体进、出口温度的平均值。
壳程煤油的定性温度为： T=(130+40)/2=85℃管程冷却水的定性温度为：t=(30+40)/2=35℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
换热器设计手册
换热器设计手册换热器设计手册第一部分：引言换热器在许多工业领域中起着至关重要的作用，能够有效地传递热量和冷却介质。
本手册旨在提供关于换热器设计的详细说明和指导，以确保设计和运行的安全性、可靠性和高效性。
第二部分：换热器的基本原理和分类2.1 换热器的基本原理换热器是通过将热量从一个介质传递到另一个介质来实现的。
基于传热原理，换热器可以分为传导、对流和辐射换热器。
2.2 换热器的分类根据换热介质的流动方式和传热机理，换热器可以分为管壳式换热器、板式换热器、螺旋板换热器等。
第三部分：换热器设计的影响因素3.1 流体参数流体参数包括流体的流量、温度、压力、热导率等。
这些参数将直接影响到换热器的传热效果和换热面积的确定。
3.2 材料选择换热器的材料选择对其使用寿命和换热效率有着重要的影响。
应根据介质的性质和工作环境进行材料选择，并考虑材料的耐腐蚀性、导热性等因素。
3.3 热负荷计算通过计算热负荷，可以确定换热器的尺寸和换热面积。
热负荷计算依赖于流体参数和换热器的设计要求。
第四部分：换热器的设计步骤4.1 确定换热方式根据介质的性质和工艺要求，选择合适的换热方式，如对流换热、辐射换热或传导换热。
4.2 计算传热面积根据热负荷计算结果，确定换热器的传热面积。
传热面积的计算需要考虑流体参数和介质的传热特性。
4.3 确定换热器尺寸和形状根据换热器的传热面积和流体参数，确定换热器的尺寸和形状。
应确保设计的换热器能够有效地传递热量和具有合理的流体阻力。
4.4 选择材料根据介质的性质和工作环境，选择合适的材料。
应考虑材料的耐腐蚀性、导热性和可加工性等因素。
第五部分：换热器的安装和维护5.1 安装要求换热器的安装应符合相关的安全标准和操作规程。
在安装过程中，应注意保护换热器的密封性和防止外部损坏。
5.2 运行和维护换热器的运行和维护需要定期检查和保养。
应注意定期清洗换热器以防止结垢和污垢的堆积，避免影响换热器的传热效果。
换热器设计手册
换热器设计手册1. 引言本文档旨在提供有关换热器的设计手册。
换热器是一种常见的设备，用于在热力系统中传递热量，实现能量的转移。
本手册将介绍换热器的基本原理、设计流程以及设计考虑事项。
2. 换热器的基本原理换热器是通过流体之间的热传导和对流传热来实现热量转移的设备。
换热器通常由两个流体通道组成，分别称为热源侧和热载体侧。
热源侧是热量的来源，热载体侧是热量的传递介质。
换热器的基本原理是通过接触面积的增加和流体之间的温度差来实现热量的传递。
3. 换热器设计流程3.1 确定热传导方式在进行换热器设计之前，需要确定热传导的方式。
根据不同的传热方式，可以选择不同类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器等。
3.2 确定流体参数在设计过程中，需要确定流体的参数，包括流量、温度等。
这些参数将对换热器的尺寸和性能产生影响。
3.3 确定换热器尺寸根据流体参数和传热需求，可以计算出换热器的尺寸。
这包括换热器的长度、直径或面积等。
3.4 确定传热系数换热器的传热系数是一个重要的设计参数，它决定了换热器的换热效率。
在设计过程中，需要考虑流体的性质、换热器的材料和结构等因素，来确定传热系数。
3.5 进行换热器设计计算在确定了上述参数之后，可以进行具体的换热器设计计算。
这包括确定换热面积、管道布置、管束数量等。
4. 换热器设计考虑事项4.1 热量传递效率在进行换热器设计时，需要考虑热量传递的效率。
热量传递效率是换热器性能的重要指标，直接影响换热器的能耗和传热效果。
4.2 材料选择在选择换热器的材料时，需要考虑流体的性质、工作条件和成本等因素。
常用的材料包括钢、铜、不锈钢等。
4.3 清洁和维护换热器在使用过程中，会积累一些污垢和沉积物，这会影响换热器的性能。
因此，在设计过程中需要考虑清洁和维护的便利性。
5. 结论通过本文档的介绍，我们了解了换热器的基本原理、设计流程以及设计考虑事项。
换热器的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
换热器的设计说明书
西安科技大学—乘风破浪团队1换热器的设计1.1 换热器概述换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。
由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。
换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有: ① 热负荷及流量大小； ② 流体的性质；③ 温度、压力及允许压降的范围； ④ 对清洗、维修的要求；⑤ 设备结构、材料、尺寸、重量； ⑥ 价格、使用安全性和寿命；按照换热面积的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其它型式的换热器。
其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产成本低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。
管型换热器主要有以下几种形式：（1）固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的结构型式，这种换热器的特点是结构简单，制造成本低。
但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比较清洁、不易结垢的。
对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。
（2）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。
另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。
因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。
适用于冷热流体温西安科技大学—乘风破浪团队2差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。
（3）U 形管式换热器换：热效率高，传热面积大。
结构较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。
表1-1 换热器特点一览表西安科技大学—乘风破浪团队3在过程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管西安科技大学—乘风破浪团队4壳式换热器被使用最多。
换热器设计说明书
换热器设计说明书
换热器是一种常见的传热设备，广泛应用于许多工业领域中。
作
为传热过程中的重要组成部分，换热器的设计十分关键，直接影响着
传热效率和设备的使用寿命。
因此，如何设计一款功能稳定、高效节
能的换热器，成为众多工程师的追求目标。
在换热器的设计中，需要从以下几个方面进行考虑：
1.设计选型：选择合适的换热器类型，根据实际需求确定尺寸、
材质和流量等参数。
比如可选择板式换热器、管式换热器和壳管式换
热器等。
2.传热计算：根据传热原理，对换热器的传热面积、传热系数等
进行计算和分析，确定合适数值，以保证传热效率的提高。
3.流体力学计算：进行流体力学分析，确定流体流动状态和阻力，以保证设备的正常运行和安全性。
4.材料选择：选择合适的材料，以确保设备的耐腐蚀性、耐热性
和耐压性等。
5.结构设计：设计合理的结构，保证设备的稳定性、耐用度和易
于维护等。
6.工艺参数：根据实际工艺参数确定换热器的工作温度、压力、
流量等参数，以保证设备的正常运行。
总之，换热器的设计过程需要充分考虑各个因素的综合因素，而且需要依据实际需求和应用环境来进行选择和优化。
同时，还需要不断进行改进与创新，以满足新技术、新工艺、新材料的需求，提升热交换设备的性能和效率。
换热器设计说明书
工程热力学与传热学课程设计管壳式换热器设计说明书目录一、设计任务书———————————11、换热器的概念及意义2、固定管板式换热器构造3、工作原理4、设计参数二、设计计算书———————————31、换热管的材料、内径、长度、管间距等确实定2、壳体内径3、管程接收直径4、折流板缺口高度、间距、数目以及折流板直径5、壳程接收直径确实定6、传热面积和传热面积之比三、计算表格四、设计结果汇总表—————————7五、设计自评————————————8六、参考文献————————————9一、设计任务书1、换热器的概念及意义在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程需要一种传热设备。
这种设备统称为换热器。
在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进展着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝。
换热器就是用来进展这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体，以满足工艺上的需要。
它是化工炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速开展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。
换热器在化工生产中，有时作为一个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成局部，因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的。
任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地位。
2、固定管板式换热器构造3、工作原理：管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。
管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。
4、设计参数：二、设计计算书根据设计任务书进展设计计算：204565''2'1max =-=-=∆t t t ℃ 252550'2''1min =-=-=∆t t t ℃热损失系数取0.98传热量：()()kJ t t c M Q L p 48098.0506561.244.14''1'121=⨯-⨯⨯=-=η 冷却水量：()()s kg t t c M p 73.52545187.4480'2''222=-⨯=-逆流时的对数平均数温差：41.222025ln 2025ln minmax min max 1=-=∆∆∆-∆=∆⋅t t t t t c m 参数;P 、R5.025652545'2'1'2''2=--=--=t t t t P 75.025455065'2''2''1'1=--=--=t t t t R设计本管壳式换热器为2壳程-4管程<2-4>型，那么975.0=ψ 有效平均温差：85.214.22975.01=⨯=∆=∆⋅c m m t t ψ 初选传热系数：()C kg w K ︒⋅=300'0 估算传热面积：2'0'022.7385.21300480000m t K Q F m =⨯=∆= 管子材料：铝制管5.320⨯φ管程所需流通截面：222100573.0110003.57m M A t =⨯==ωρ每程管数：根43013.000573.044221=⨯⨯==ππd A n t每根管长：m l d nZ F l t 60'0==取π管子排列方式为：等边三角形 管间距s=26mm 分程隔板槽处管间距mm l E 40=平行于流向的管距mm s s p 5.2230cos =⨯=ο垂直于流向的管距mm s s n 1330sin =⨯=ο 拉杆直径取12mm 估计管壳直径mm 400≤ 管排列可做如下草图那么六边形层数为6层，一台管子数为86=t n ，一台拉杆数为4根一台传热面积为24.32602.086m dl n c =⨯⨯⨯=ππ 两台传热面积：2''08.64m F =管束中心至最外层管束中心距离为0.135m ，管束外缘直径m D L 29.0=壳体m 325.0取S D 那么长径比5.18325.06==s D l管程接收直径：6895.511100073.513.113.122⨯=⨯==φρω取M D 管程雷诺数：1793110725013.010001Re 621222=⨯⨯⨯==-μρωd 管程换热系数：52469.417931023.0013.0621.0Re 023.04.08.04.08.0122=⨯⨯⨯=⨯=τλαP d 折流板形式选弓形，折流板缺口高度m D h S 08.035.025.025.0=⨯== 折流板的圆心角为120度，折流板间距取m l s 4.0=，折流板数目为14块，折流板上管孔数为60个，折流板上管孔直径m d H 0204.0=，通过折流板管子数为56个，折流板缺口处管子数为30根，折流板直径m D b 3.0=。
- 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)。
换热器的设计1.1换热器概述换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式根本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。
由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和构造。
换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有:①热负荷及流量大小；②流体的性质；③温度、压力及允许压降的围；④对清洗、维修的要求；⑤设备构造、材料、尺寸、重量；⑥价格、使用平安性和寿命；按照换热面积的形状和构造进展分类可分为管型、板型和其它型式的换热器。
其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产本钱低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。
管型换热器主要有以下几种形式：〔1〕固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的构造型式，这种换热器的特点是构造简单，制造本钱低。
但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比拟清洁、不易结垢的。
对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。
〔2〕浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。
另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。
因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。
适用于冷热流体温差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。
〔3〕U形管式换热器换：热效率高，传热面积大。
构造较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。
表1-1 换热器特点一览表在过程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产本钱低，选材围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管壳式换热器被使用最多。
工业中使用的换热器超过90%都是管壳式换热器，在工业过程热量传递中是应用最为广泛的一种换热器。
结合上述优点和本工艺的特点，本工艺的换热器主要选用管壳式换热器。
1.2 管壳式换热器的选用1.2.1 构造参数确实定⑴管径管径越小换热器越紧凑、廉价，但压力降会增加。
为了满足允许的压降，一般选用19mm的管子；对于物流流量较大的，采用25mm 以上的管子。
⑵管长无相变传热时，管子长则换热系数增加，对于一样的换热面积，管子长则管程数减小，使得压力降减小，每平方米传热面积比降低。
我国生产的标准钢管长度为6m，故系列标准中管长有1.5 m，2 m，3 m，6 m和9 m五种。
因此，一般管长取4-6m，对大面积，无相变换热器管长可取至8～9m。
⑶管子配布换热管在管板上的排列方式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形。
正三角形排列形式最为普遍，由于管距都相等，可以在同样的管板面积上排列最多的管数。
但因管外不易清洗，其适用场合受到限制，主要适用于壳程介质污垢少，且不需要进展机械清洗的场合。
而采用正方形和转角正方形排列的管束，能够使管间小桥形成一条直线通道，便于管外机械清洗。
⑷管心距管心距小设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大。
故一般选用围为 1.25～1.5d〔d为管外径〕。
表1-2 换热管管心距⑸管程数管程数增加，管流速增加，传热系数增加。
管程数一般有1、2、4、6、8、10、12等七种。
但管程数不能分得太多，以免压力降过大，且隔板要占用相当大的布管面积。
⑹折流板折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，提高流速，从而增加流体流动的湍流程度，获得较好的传热效果。
折流板型式可分为圆缺形〔弓形〕折流板、盘环形折流板、孔式折流板和折流圈。
表1-3 折流板间距常用数值1.3 换热器详细设计本工艺共有41台换热设备〔换热器、再沸器、冷凝器、预热器〕，这里我们以浮头式换热器〔E0602〕详细设计为例。
热物流经该换热器换热温度降至目标温度，冷却物流为循环冷却水。
由Aspen软件得到冷热工艺物流数据：表1-4 工艺操作参数初步选择换热器的形式后，根据任务要求利用Aspen E*changer Design＆Rating V7.2进展模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数如图1-1所示：图1-1 换热器工艺参数⑴构造设计利用Aspen E*changer Design＆Rating V7.2软件也可以对换热器进展构造设计，模拟出来的结果如下：①换热管设计图 1-2 换热管根本参数图 1-3 换热管排列方式换热管为平滑管，外径19mm，壁厚为2mm，管间距为25mm，管长5850mm。
换热管根数514根。
管子排列方式为正三角形排列。
②折流板和管口设计折流板的设置主要是为了提高壳程的流速，增加扰动，改善传热。
这里选择单弓形折流板，并且圆缺方向的高度为壳体公称直径的0.15～0.45，折流板间距一般不小于圆筒径的1/5。
折流板的数目及厚度等根本参数见图1-4 所示图1-4 折流板根本参数折流板数目为6，折流板型式为单弓形，切割率为39.15%。
折流板朝向为水平，与进出口间隔〔第一块与进口或最后一块与出口端面的距离〕为466.48mm，两块板间隔为525.00mm。
图1-5 管口根本参数管程进、出口管口各有一个。
其中，管程进口管口外径为168.28mm，径154.05mm；管程出口管口外径168.28mm，径154.05mm。
壳程进、出口管口亦各有一个，壳程进口管口外径为323.85mm，径304.8mm；壳程出口管口外径273.05mm，径254.51mm。
③管束图1-6 管束根本参数如图为管束信息，主要对管束布置、布置限定、定位杆拉杆和管束布置图进展详细设置。
图 1-7 换热器构造尺寸根据"/T4715-1992固定管板式换热器形式与根本参数"和"GB151-1999管壳式换热器"对模拟的数据进展圆整，并考虑到热损失等，换热面积有余量，选定换热器的根本参数如下：表1-5 换热器根本参数⑵换热器的机械设计及校核①选材由于热流体和冷却水温度都不是太高，冷、热流体腐蚀性不大，故壳体材料选用Q235-B，管子材料选用Q235-B无缝钢管。
②管板的选择管板用来固定换热管并起着分隔管程和壳程的作用,根据选定的换热器公称直径及操作压力查表可得管板数据，这里选用其默认的管板类型为标准单管板。
表1-6 管板构造数据③管子与管板的连接因为操作压力小于4Mpa，且温度低于300℃，所以管子与管板的连接采用胀接。
④管板与壳体的连接管板与壳体的连接采用焊接，,该构造在管板上开槽，壳体嵌入后焊接。
壳体对中容易，适用于壳体压力不太高的场合。
⑤换热器的校核表 1-7 固定管板式换热器设计计算表 1-8 前端管箱筒体计算前端管箱筒体计算结果计算单位 全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力P c 0.40 MPa设计温度 t170.00 ︒ C 径D i 800.00mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力[σ] 113.00 MPa 设计温度许用应力[σ]t 109.80 MPa 试验温度下屈服点σs235.00 MPa 钢板负偏差C 1 0.80 mm 腐蚀裕量C 2 3.00mm焊接接头系数φ0.85浮头式换热器筒体设计计算 计算单位 全国化工设备设计技术中心站设计计算条件壳程管程设计压力 0.4 MPa 设计压力 0.4 MPa 设计温度 65℃ 设计温度 170 ℃ 壳程圆筒径 800.00 mm 管箱圆筒径 800.00 mm 材料名称 Q235-B材料名称Q235-B计算容壳程圆筒校核计算 前端管箱圆筒校核计算 前端管箱封头(平盖)校核计算 后端管箱圆筒校核计算 后端管箱封头(平盖)校核计算 管板校核计算表 1-9 前端管箱封头计算计算压力P c0.40 MPa设计温度 t170.00 ︒ C 径D i800.00 mm 曲面高度h i200.00 mm 材料Q235-B (板材) 试验温度许用应力[σ]113.00 MPa 设计温度许用应力[σ]t109.80 MPa 钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C2 3.00 mm 焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 1.72 mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 8.20 mm最小厚度δmin= 1.20 mm名义厚度δn= 12.00 mm 结论满足最小厚度要求重量77.54 Kg压力计算最大允许工作压力[Pw ]=205[].σφδδtei eKD+= 1.90351 MPa结论合格表 1-10 后端管箱筒体计算后端管箱筒体计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力P c0.40 MPa设计温度 t65.00 ︒ C径D i900.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力[σ]113.00 MPa设计温度许用应力[σ]t113.00 MPa试验温度下屈服点σs235.00 MPa钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C2 3.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 1.88 mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 8.20 mm名义厚度δn= 12.00 mm 重量87.44 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P [][]σσt= 0.5000 (或由用户输入) MPa压力试验允许通过的应力水平[σ]T[σ]T≤ 0.90 σs = 211.50 MPa试验压力下圆筒的应力σT= p DT i ee.().+δδφ2=32.58MPa校核条件σT≤[σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 1.73444 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 22.15 MPa[σ]tφ96.05 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论合格表 1-11 后端管箱封头计算后端管箱封头计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件椭圆封头简图计算压力P c0.40 MPa设计温度 t65.00 ︒ C径D i900.00 mm曲面高度h i200.00 mm材料Q235-B (板材)试验温度许用应力[σ]113.00 MPa设计温度许用应力[σ]t113.00 MPa钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C2 3.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.1771计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 2.21 mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 8.20 mm最小厚度δmin= 2.70 mm名义厚度δn= 12.00 mm 结论满足最小厚度要求重量91.59 Kg压力计算最大允许工作压力[Pw ]=205[].σφδδtei eKD+= 1.48120MPa结论合格表 1-12 筒体计算浮头式换热器筒体计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力P c0.40 MPa设计温度 t65.00 ︒ C径D i800.00 mm材料Q235-B ( 板材)试验温度许用应力[σ]113.00 MPa设计温度许用应力[σ]t113.00 MPa试验温度下屈服点σs235.00 MPa钢板负偏差C10.80 mm腐蚀裕量C2 3.00 mm焊接接头系数φ0.85厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 1.67 mm有效厚度δe =δn- C1- C2= 8.20 mm名义厚度δn= 12.00 mm 重量1081.33 Kg压力试验时应力校核表1-13筒体法兰计算兰 应[σ]t f 150.0MPa材料名称40MnB 螺 许[σ]b 196.0 MPa 应[σ]t b184.8 MPa 栓 公称直径d B 20.0 mm 螺栓根径d 117.3 mm 数量n 28个D i 800.0 D o 950.0垫 构造尺寸 D b 907.0 D 外 878.0 D 855.0δ0 14.0 mmL e21.5 L A 26.5 h 13.0 δ1 27.0 材料类型金属垫片N11.5 m 3.00y (MPa) 25.5 压紧面形状 1a,1b b 5.75D G866.5片 b 0≤6.4mm b = b 0 b 0≤6.4mm D G = ( D 外+D )/2b 0 > 6.4mm b =2.530bb 0 > 6.4mm D G = D 外- 2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷W aW a =πbD G y = 399140.8 N操作状态下需要的最小螺栓载荷W pW p = F p + F = 273443.8 N 所需螺栓总截面积A m A m = ma* (A p ,A a ) = 2036.4 mm 2 实际使用螺栓总截面积A bA b = 214d n π = 6577.2 mm 2力矩计算操F D =0.785i2D p c= 200960.0NL D = L A + 0.5δ1 = 40.0mmM D = F D L D= 8038400.0N .mm综合应力))(5.0),(5.0m ax(THRHσσσσ++=53.42MPaft[]σ=150.0 校核合格法兰校核结果校核合格表1-14后端筒体法兰计算后端筒体法兰计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站设计条件简图设计压力 p 0.400 MPa计算压力p c0.400 MPa设计温度t65.0 ︒ C轴向外载荷F0.0 N外力矩M0.0 N.mm壳材料名称Q235-B体许用应力n t[]σ113.0 MPa 法材料名称16Mn许[σ]f 150.0 MPa 兰应[σ]t f150.0 MPa 材料名称40MnB螺许[σ]b196.0 MPa 应[σ]t b184.8 MPa 栓公称直径d B20.0 mm 螺栓根径d 1 17.3 mm 数量n28 个Di800.0 D o1050.0垫构造尺寸D b1007.0 D外978.0 D 950.0δ8.0mm L e21.5 L A34.5 h 30.δ169.操作状态==lD W i pπτ20.00MPa[][]tn στ8.02=输入法兰厚度δf = 48.0 mm 时, 法兰应力校核应力 性质计算值许用值结论轴向 应力==i21oH D fM λδσ213.13MPa15.[]σf t =225.0 或25.[]σn t =282.5( 按整体法兰设计的任意式法兰,取15.[]σn t )校核合格径向 应力 =+⋅=i2f 0R )133.1(D M e f λδδσ20.90MPaf t []σ=150.0校核合格 切向 应力 σδσT 0f iR =-=M YD Z 219.83 MPaft[]σ= 150.0 校核合格 综合 应力))(5.0),(5.0m ax (T H R H σσσσ++=117.01MPaft []σ=150.0 校核合格法兰校核结果校核合格表1-15前端管箱法兰计算前端管箱法兰计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站 设计条件简图设计压力 p 0.400 MPa 计算压力p c 0.400 MPa 设计温度t 170.0 ︒ C 轴向外载荷F 0.0 N 外力矩M 0.0N .mm壳材料名称Q235-B综合应力))(5.0),(5.0m ax(THRHσσσσ++=55.02MPaft[]σ=142.2 校核合格法兰校核结果校核合格表1-16后端管箱法兰计算后端管箱法兰计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站设计条件简图设计压力 p 0.400 MPa计算压力p c0.400 MPa设计温度t65.0 ︒ C轴向外载荷F0.0 N外力矩M0.0 N.mm壳材料名称Q235-B体许用应力n t[]σ113.0 MPa 法材料名称16Mn许[σ]f 150.0 MPa 兰应[σ]t f150.0 MPa 材料名称40MnB螺许[σ]b196.0 MPa 应[σ]t b184.8 MPa 栓公称直径d B20.0 mm 螺栓根径d 1 17.3 mm 数量n28 个Di900.0 D o1050.0垫构造尺寸D b1007.0 D外978.0 D 950.0δ8.0mm L e21.5 L A-15.5 h 30.δ169.0表1-17开孔补强计算⑶选型结果经过修正校核，最终选定换热器型号：BES-800-0.4-189.8-4.5/19-4Ⅱ，其各自代表意义为：封头管箱，800—换热器公称直径〔mm〕，0.4—管程、壳程设计压力〔MPa〕，189.8—换热面积〔m2〕，4.5—换热管长〔m〕，19—换热管外径〔mm〕，4—四管程，1-单壳程，Ⅱ—碳钢较高级冷拔钢管。