固定管板式换热器设计毕业设计

沈阳化工大学本科毕业设计

题目：固定管板式换热器设计

院系：能源与动力工程学院

专业：热能与动力工程

毕业设计任务书

热能与动力工程专业班学生：

毕业设计开题报告

论文题目: 固定管板式换热器的设计学生姓名:

专业班级: 学号:

指导教师:

2013年3月1日

内容摘要

换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，被广泛应用于各个工业部门，尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。以炼油厂为例，换热器占设备总金属消耗量的20%左右。它既是工艺流程中的重要装备，同时又是企业减少能源消耗、降低生产成本的主要手段。由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。换热器分类方式多样，按照其工作原理可分为：直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类，其中间壁式换热器用量最大，据统计，这类换热器占总用量的99%。间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类，其中管壳式换热器在长期的操作过程中积累了丰富的经验，其设计资料比较齐全，在许多国家都有了系列化标准，工业生产中有高度的可靠性并具有广泛的适应性

本课题设计一个固定管板式换热器，相对于其他几种换热器，它具有以下优点：结构简单，加工方便，造价低；在相同壳体直径内排管最多，结构紧凑，可以使用各种材质的换热管；处理介质包括有相变和无相变各种介质的换热过程。根据GB151-1999《管壳式换热器》、GB150-1998《钢制压力容器》进行设计，主要包括以下四个部分：文献综述、传热工艺计算、强度校核错误!未找到引用源。CAD 制图。

第一，文献综述：查阅与课题相关中外期刊，编写文献综述。第

二，传热工艺计算：根据所给数据查的相关物性参数并计算有效平均温差；由Dittus-Boetler公式计算管程换热系数；同理，有相关公式计算壳程换热系数并初定换热器结构；再计算总传热系数；根据相关公式计算管程压降与壳程压降并进行校核。第三，强度校核：选择换热器材料、规格，排列方式；确定筒体壁厚、管箱短节壁厚与管程封头壁厚并进行应力校核与液压实验；选择设备法兰与接管法兰；设计管板的厚度并对危险工况下的管板应力、壳程法兰应力、管子应力、壳程圆筒轴向应力、拉脱力进行校核；拉杆与定距管的确定；折流板、防冲板、分程隔板的选择；接管的选择与是否需开口补强的确定；鞍座的选择及应力校核。第四，运用AutoCAD软件进行绘图设计，图纸包括装配图和拉杆、左右管板、左右管箱等零件图。

换热器既可以是一种单独的设备，也可是某一工艺设备的组成部分。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。通过这次设计使我更深入的了解了影响传热过程的各种因素，并通过改变它们使之符合设计要求。同时，也因CAD作图中所遇的各种困难与错误，并在逐步的克服与改正过程中知道换热器某一部分的具体构造以及为什麽这样。

关键字：换热器；换热管；固定管板

Abstract

Heat exchanger for heat exchange operation is a common sectors, especially in the petroleum, chemical production more widely used .In the refinery, for example, the total heat consumption of metal equipment accounted for about 20%. It is an important process equipment , is also the companies to reduce energy consumption, the primary means of reducing production costs. As a worldwide energy crisis, in order to reduce energy consumption, industrial production, the demand for more and more heat exchanger, the heat exchanger quality requirements are also increasing.Heat exchanger classification diverse, according to its working principle can be divided into: direct -contact heat exchangers, heat exchanger accumulator and recuperative heat exchanger three categories, including the largest amount of recuperative heat exchanger , according to statistics, such heat exchanger 99% of the total amount .Recuperative heat exchanger can be divided into a shell and tube and shell heat exchanger types, including shell and tube heat exchanger in the long-term operation has accumulated rich experience in the design data more complete, in many countries have a standard series, industrial production has high reliability and wide range of adaptability.

Design of this project a fixed tube heat exchanger, heat exchanger relative to other types , it has the following advantages: simple structure,