浮头式换热器装配图
浮头式换热器设计【毕业作品】
浮头式换热器设计摘要：本次设计的题目是浮头式换热器。
浮头式换热器是管壳式换热器的换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只是一端与外壳固定，另一端可相对壳体滑移，称为浮头式。
浮头由浮动管板钩圈和浮头端盖组成。
它不会因为管束之间的差胀而产生温差热效应，同时还具有拆卸方便、易清洗的优点，另外与其他类型的管壳式换热器一样，能在高温、高压下工作，所以在化工工业方面应用广泛。
本设计中的浮头式换热器主要参照GB151在给定的设计条件下进行工艺设计，然后对筒体、管束、浮头端进行详细的机械结构设计、计算和校核，对于换热器的一些零部件则根据设计参数查找标准。
对于具体的设计步骤与准则在设计说明书中有详细的说明。
关键字:换热器；浮头；管板；钩圈The design of floating-head heat exchangerAbstract:The topic of my study is the design of floating-head heat exchanger. The floating-head heat exchanger is a special type of tube and shell heat exchanger. It is special for its floating head. One of its tube sheet is fixed，while another can float in the shell，so called floating head. The floating head floating tube sheet hook and loop and floating head cover. It is not because of the differential expansion between the tubes and the temperature difference between the thermal effects, but also has to facilitate the demolition, the advantages of easy to clean, but in addition it can work in high temperature and high pressure same as the other tube and shell heat exchanger, so widely used in the chemical industry. The design of the floating head heat exchanger major reference GB151,first make process design in a given design conditions, and then on the cylinder, tube, floating head end, a detailed mechanical structural design, calculation and check, for some of the heat exchanger components according to the design parameters. The specific design steps and design criterion is described in design specification.Keywords:heat exchanger; floating head; tube plate; hook and loop前言换热器是实现热量传递的一种设备，在工业生产中起着重要的作用，在各个化工相关领域得到了广泛的应用。
浮头式换热器的设计
浮头式换热器的设计一、结构设计1.管束：由多根管子组成，一般采用导热性能好、抗腐蚀性强的材料，如不锈钢、铜合金等。
2.壳体：壳体通常由圆筒形成，材料通常选用碳钢、不锈钢等。
3.浮头：浮头可以移动，其作用是分离进出口两种介质，便于维修和清洗。
浮头由盖板、支撑节、密封垫片等部分组成，密封垫片既保证了浮头与壳体之间的密封性，又使浮头能够自由上下移动。
4.支撑件：支撑件用于支撑管束，保证其在壳体内的稳定性和均衡分布。
5.端面密封件：端面密封件用于保证管束与壳体之间的密封，常见的有O形圈、金属防喷卡环等。
6.进出口管道：进出口管道用于引入和排出介质，尺寸和位置需根据实际需要进行设计。
二、工作原理具体过程如下：1.高温介质进入换热器的壳体，通过管堂进入管束内部，经过管束与壳体之间的热量传递，从而使介质温度降低。
2.低温介质进入壳体，在管束外部流动，通过壳体与管束之间的传热，使介质温度升高。
3.热量通过管束和壳体之间的传导、对流和辐射传给低温介质，完成热量传递过程。
三、选型在设计浮头式换热器时，需要根据实际工艺条件和要求进行选型。
首先，确定所需换热功率和介质的工艺参数，如温度、流量等。
然后，根据换热器的结构和材料要求，选择合适的规格和型号。
关键的选型参数包括管子的直径、管程壳程的流通方式、壳程与管程之间的布置方式和导热面积。
此外，还要考虑换热器的可靠性、耐腐蚀性和维修便利性等因素，以确保换热器在运行期间的稳定性和长期效益。
四、运行维护1.定期清洗：定期清洗管束和壳体的内表面，清除污垢和沉积物，以保证换热效果。
2.定期检查：定期检查管束和壳体的密封状况，确保密封件的完整性和可靠性。
3.检修：在必要时，对浮头、支撑件和端面密封件进行检修或更换，以保证其正常运行。
4.防腐保温：根据介质的特性和工艺要求，对换热器进行防腐处理和保温处理，延长使用寿命。
总结：浮头式换热器是一种常见的热交换设备，其结构设计合理、工作原理清晰。
浮头式换热器
浮头式换热器浮头式换热器是一种常见的热交换设备，被广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它具有结构简单、换热效果好、运行稳定等特点，在工业生产中发挥着重要的作用。
浮头式换热器的设计原理是利用两种不同介质之间的传热，以实现能量的转移。
它由壳体、束管板、浮头和传热管等组成。
其中，壳体是外部的固定壳体，束管板分隔开了两种介质，传热管是主要传热介质，而浮头则可以随着流体的膨胀和收缩而自由移动。
浮头式换热器的工作过程如下：首先，将需要传热的介质注入传热管中，同时通过固定壳体的入口和出口进行连通。
然后，热能从传热管中传到固定壳体中的冷介质上，由冷介质通过出口流出，实现了热量的传递。
在整个过程中，浮头会根据传热管内外温度的差异而产生膨胀和收缩，以保持壳体内部的良好密封性能。
浮头式换热器的设计和选型，需要考虑多个因素。
首先是流体的性质和流量。
不同的流体有不同的传热特性，所以在选择传热器时需要考虑流体的温度、压力、粘度等参数。
其次是传热器的传热效率。
传热效率是评价换热器性能的重要指标，因此在设计过程中需要合理选择传热面积、传热管的材质和数量等。
最后是换热器的安装和维护。
浮头式换热器通常较大，所以在安装时需要考虑到空间和结构的限制。
而维护方面，需要定期检查传热管内壁的结垢情况，及时清洗和维修。
浮头式换热器在工业生产中具有广泛的应用。
它能够实现不同介质之间的热量传递，有效利用能源，提高生产效率。
同时，由于浮头的作用，它还能够适应介质的膨胀和收缩，减少了由于温度变化引起的应力和振动，保证了设备的安全稳定运行。
总的来说，浮头式换热器是一种重要的热交换设备，在工业生产中起着关键的作用。
它采用简单的结构设计，具有良好的传热效果和稳定的运行性能，能够满足不同介质之间的热量传递需求。
随着工业技术的发展，浮头式换热器的设计和制造技术也在不断改进和创新，为工业生产提供更加可靠和高效的换热解决方案。
直观易懂！这15张换热器原理动图让你茅塞顿开
直观易懂！这15张换热器原理动图让你茅塞顿开“换热器”是热交换器的简称。
在石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工业部门发挥着重要的作用。
据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工艺设备总重量的40%、投资的20%左右（不包括空冷器）。
按传热方式分类：换热器可以分为间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器；按用途分类：其分为加热器、预热器、过热器、蒸发器；按结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
下面就带大家一起看看各种换热器结构原理的动态图吧！1. 浮头式换热器优点：消除温差应力，可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；换热器管束可以抽出清洗，可用于易结垢的场合或管程容易腐蚀的场合。
缺点：结构复杂，小浮头容易发生内漏。
金属材料消耗大，成本比普通换热器高20%左右。
2. 列管式换热器优点：结构简单、紧凑，造价便宜；缺点：管外不能机械清洗，管壁与壳壁存在较大的温差应力；3. U型管换热器优点：管束可以自由伸缩，管壳之间无热应力，管程为双管程，流程长，换热效果好，承压能力强；管束可以壳体抽出，便于检修清洗，且结构简单，造价便宜；缺点：管内清洗不便，管束中间管子难以更换，管子分布不够紧凑，壳程流体易短路而影响壳程换热，且管子会出现弯曲减薄，所以直管部分需要较厚的管子，限制了它的使用场合，该换热器仅适用于管壳程温差较大，或壳程介质易结垢且管程介质清洁，高温、高压、腐蚀性强的场合；4. 沉浸蛇管换热器以蛇形管为传热元件，根据管外流体冷却方式的不同，蛇管换热器又分为沉浸式和喷淋式。
优点：结构简单、制造安装、清洗检维修方便，便于防腐，承压高，造价低，特别适用于高压流体冷却、冷凝。
缺点：设备笨重，耗材大，单位传热需要更多的金属；5. 喷淋式蛇管换热器优点：传热效果比沉浸式好，传热面积大且可以改变，检修和清洗方便；缺点：喷淋不均匀，主要用于管内流体的冷却，常设置在室外空气流通处；6. 套管式换热器优点：换热面积大，传热效率高；缺点：检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏；7. 螺旋板式换热器优点：传热效率好，运行稳定性，可多台使用，传热效率高，运行可靠性强，阻力小等；缺点：对焊接质量要求高，检修困难，重量大，刚性差，运输安装难度大；8. 具有补偿圈的换热器流体为高温换热时，管壳程热应力较大，补强圈（或膨胀节）可消除该热应力，外壳和管线不同时，补偿圈发生弹性形变、拉伸或压缩，以适应外壳和管不同的热膨胀程度，它适用于两流体温差不大于70℃，壳程流体压强不高于600kPa的场合。
浮头式换热器结构
在凹型和梯型凹槽之间钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，设浮头法兰为凸型和梯型凸台双密封，分程隔板与梯型凸台相通并位于同一端面的宽面法兰，且凸型和梯型凸台及分程隔板分别与浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相对应匹配，该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖，其法兰螺孔与浮头管板的丝孔或螺杆相组配，用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其垫片，该结构必要时可适当加大浮头管板的厚度和直径及圆筒的内径，同时相应变更加大相关零部件的尺寸；另配置一无外力辅助钢圈，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面凹型或梯型密封面连接并密封，另一端设法兰或其他结构与浮头管板原凹型槽及其垫片或外圆密封。
优缺点:优点（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。
缺点（1）小浮头易发生内漏；（2）金属材料耗量大，成本高20%；（3）结构复杂制造工艺:选取换热设备的制造材料及牌号，进行材料的化学成分检验，机械性能合格后，对钢板进行矫形，方法包括手工矫形，机械矫形及火焰矫形。
备料－－划线－－切割－－边缘加工（探伤）－－成型－－组对－－焊接－－焊接质量检验－－组装焊接－－压力试验特点: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，这个特点在现场能看出来。
这种换热器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（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。
浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。
各种换热器的工作原理动图
各种换热器的工作原理动图
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
按传热原理换热器分为间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器；按用途分类，其分为加热器、预热器、过热器、蒸发器；按结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
下面我们就通过张动图一起来看一看各换热器的原理。
套管式换热器
焦化厂蓄热室
浮头式换热器
沉浸蛇管换热
板式换热器
具有补偿圈的换热器
板翅式换热器
夹套换热器
U型管式换热器
列管换热器部件
螺旋板式换热器
列管式换热器
喷淋式换热器
气体冷却塔
热管换热器
蓄热室原理
浴室温水加热
蓄能式换热器。
浮头式列管换热器讲解
目录一、设计方案简介 (3)1.1换热器的概述 (3)1.1.1换热器的分类 (3)1.2列管式换热器的概述 (3)1.2.1列管式换热器的分类 (3)1.2.1.1固定管板式换热器 (3)1.2.1.2浮头式换热器 (4)1.2.1.3填料函式换热器 (5)1.2.1.4 U型管式换热器 (5)1.3换热器类型的选择 (5)1.3.1流径的选择 (5)1.3.2流速的选择 (6) (7)材质的选择1.3.3 1.3.4管程结构……………………………………………………………7二、工艺流程简图 (7)三、工艺计算及主体设备设计 (8)3.1试算并初选换热器规格 (8)3.1.1确定流体通入空间 (8)3.1.2确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的形式 (8)3.1.3计算热负荷Q (9)3.1.4计算平均温差，并确定壳程数 (9)3.1.5初选换热器规格 (9)3.2核算总传热系数K............................................................ 10 0 3.2.1计算管程对流换热系数 (10)3.2.2计算壳程对流换热系数 (11)3.2.3确定污垢热阻 (11)3.2.4总传热系数 (12)3.3 计算压强降 (12)13.3.1 计算管程压强降 (12)3.3.2 计算壳程压强降 (13)3.4校核壁温 (14)四、换热器主要结构尺寸和计算结果 (14)五、设计感悟 (15)六、参考文献 (16)七、符号说明 (16)附图：工艺流程图以及设备主体图2设计方案简介1.换热器的概述1.1，是将热流体的部分热量传递给冷流）换热器（英语翻译：heat exchanger体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
1.1.1换热器的分类按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
浮头式换热器拆装方案
浮头式换热器的拆装一、教学要求1、阅读图纸，了解设备结构特点，分析拆卸顺序。
2、以小组为单位，分工合作，完成拆装任务。
3、认真结合教材进行分析讨论，详细了解结构特点和工作原理，（冷热介质流程流向）4、注意安全第一。
二、注意事项1、换热器属于大型设备，应有专门起重工具，龙门吊车架及其辅助工具等。
2、准备好专用工具及常用工具等。
3、注意人员之间的协作精神，有专人指挥。
4、若为第一次拆装，应将换热器内管清洗置换干净，并用蒸汽吹扫。
5、记录拆卸先后顺序，专人保管拆下的各个零件，（不能混）,尽可能考虑做好各方面的准备工作。
三、拆卸方法1、用起吊工具将前封头吊住，将前封头与筒体螺栓松开，可用松动剂配合，注意对称松开，并留顶上一对螺栓不拆下，等最后起吊时拆下，放在枕木上，螺栓单独放好，如有必要请划好对齐线。
2、移动起重工具到后封头，将后封头吊住，同样松开螺栓，最后拧下顶下的两个螺栓，并将后封头吊起，轻轻放在指定位置，用木块枕上，（注意放稳，螺栓单独放在一起，不要与前封头螺栓混在一起）。
3、拆浮头，吊住浮头，拆下浮头与浮头钩圈螺栓，单独放在一起，注意别被落下的浮头钩碰伤人，应拉住轻轻放在地上（应放倒），然后将浮头放倒地上，并用木块枕好，注意放实。
4、移动吊车至前封头的位置，用钢丝绳吊住管板吊耳，通过起吊时向前产生的分力，使管束向外拉，重新捆管束的位置，通过起吊的方法产生向前的分力，继续使管束向外移动，一直到管束中心到筒体边缘时，捆住管束中心，将吊车移到外侧，吊起产生分力将管束拉出来，然后放在枕木上。
若无吊耳，则应用钢丝绳捆住浮头侧的管板与管子连接处，并通过吊车拉手拉葫芦产生向前分力，使管束前进移动，若实在不行，可垫木块用外力使其水平移动。
四、装配1、首先操作人员戴好工作手套，做好工作前的准备工作。
例如准备好扳手等；2、将换热器安全移至工作台，放稳固定好；3、按图组装换热器。
将固定拉杆的一端管板与拉杆组对、拧紧；套上定距管、折流板，注意折流板的方向。
大型检修工程浮头式换热器试压工艺
大型检修工程浮头式换热器试压工艺每年各类装置的检修工程很多，换热器检修是必不可少的检修工程，而换热器检修的重中之重是水压试验。
浮头式换热器水压试验是重点也是难点，试压过程复杂，试压过程较长，也是检修频率很高的一类换热器。
浮头式换热器采用规范中的试压工艺进行水压试验，效率低、成本高，很多时候无法满足检修工期需求。
虽然可以通过延长作业时间进行水压试验，但是试压质量不易控制，检查时很难发现小的漏点。
根据换热器器新旧程度、设备材质、操作工况的恶劣程度等相关参数，急需确定一类试压工艺对浮头式换热器进行水压试验，确保工期，而又能保证检修的质量。
1 设备检修背景及概况某炼油厂是所在区域内唯一的一座石油加工企业，炼油厂能否顺利完成检修如期投产，将直接影响此区域内市场成品油供给。
该厂2020年进行全厂检修，其中需要检修的换热器共有262台，主要是有U型管式换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器，其中浮头换热器106台，整个检修工期是1个月。
在此期间需将换热器管束抽出，大部分换热器还需进行容检。
换热器要先进行管束清洗，后对换热器进行水压试验，水压试验是整个换热器检修过程中占用时间最长的一道工序。
浮头式换热器按照传统方法进行水压试验，完全不能满足工期要求，将直接影响该炼厂的投产。
2 浮头式换热器传统试压工艺对比2.1 非拆卸式直接试压工艺(方法一)2.1.1 工艺方法非拆卸式直接试压法就是在换热器的封头不拆卸的情况下，在换热器的管程进出口、壳程进出口分别安装盲板。
分别对管程、壳程进行水压试验，观察压力是否下降来判定换热器是否存在缺陷。
管程、壳程水压试验不分先后顺序[1-2]。
2.1.2 试压特点非拆卸式直接试压工艺的优点是操作简单，不需要吊装设备，试压速度快、效率高，成本低。
非拆卸式直接试压工艺的缺点是试压过程若出现压力不稳或掉压现象，则说明内部有泄漏点，需要重新拆卸封头，进行压力试验检漏、管程试压、壳程试压等3次水压试验，工期反而会增加。
换热器-浮头换热器
换热器-浮头换热器第一篇：换热器-浮头换热器浮头式换热器一、浮头式换热器的概述浮头式换热器的一端管板是固定的。
与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连。
活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种流体混合。
浮头式换热器适用于冷热流体温差较大（一般冷流进口与热流进口温差可达110℃），介质易结垢需要清洗的场合。
二、浮头式换热器的总体结构三、浮头式换热器的特点1、浮头式换热器的优点（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程。
（2）介质间温差不受限制。
（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450°，压力小于等于6.4Mpa。
（4）可用于结垢比较严重的场合。
（5）可用于管程易腐蚀场合。
2、浮头式换热器的缺点（1）小浮头易发生内漏。
（2）金属材料耗量大，成本高20%。
（3）结构复杂。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
四、浮头式换热器的导流结构为使壳程进口段管束充分传热，浮头式换热器可采用内导流或外导流结构。
1、内导流浮头式换热器内导流筒换热器是在换热器的壳程筒体内设置了内导流筒使换热器的前或后端未加导流筒前难以利用换热的换热管得以充分利用，从而增大换热器的有效换热面积。
2、外导流浮头式换热器外导流式换热器是在原换热器的壳程筒体上增加一个放大筒节用以扩散壳程流体，并使流体从换热器壳程的两端进入壳程，从而避免了在换热器布管时考虑布管弓形的高，而使增加了同规格上换热器的布管数目并有效利用了换热器前后端的换热管从而增大了有效换热面积。
第二篇：浮头式换热器项目可行性研究报告北京智博睿信息咨询有限公司 浮头式换热器项目可行性研究报告本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、上马、融资提供全程指引服务。