AEM-固定管板换热器(管板兼作法兰)高清施工图

固定管板式换热器的结构设计摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。

换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。

其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。

固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。

这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。

固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。

固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。

管束安装在壳体内，两端固定在管板上。

管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。

换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。

一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。

关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat ExchangerAuthor : Chen Hui -juanTutor : Li HuiAbstractHeat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy.The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, themost widely used in various industry departments.Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat exchange tube bundle, tube plate, the front tube box (also known as the roof or head) and the back-end structure parts. Tube bundle is installed on both ends of casing, which is fixed on the tube plate. Tube box and the back-end respectively connected to theflange bolts at the ends of the shell structure, maintenance or cleaning for easy disassembly. The merits of the heat exchanger design ultimately depends on whether applicable, economic, safe, flexible and reliable running, convenient maintenance cleaning, etc. A high heat transfer efficiency, compact, low cost, safe and reliable production of heat exchanger, requires carefully considered in the design of all sorts of problems. The accurate thermal design and calculation, but also for intensity and conform to the requirement of process manufacturing level.Keywords: Heat exchanger,Fixed tube plate heat exchanger, Structure,Design目录1 绪论.......................................... 错误!未定义书签。

毕业设计（论文）-流量为1750kg 每小时的固定管板式换热器设计（全套图纸）摘要换热器可按照其结构形式分类：有固定管板式换热器；填料函式换热器；浮头式换热器；U形管换热器。

固定管板式换热器类属于管壳式换热器，是管壳式换热器的一种标准结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器[1]。

这类换热器拥有许多特点：结构简易，紧凑，适用面很广泛，安全系数很高，选料面可以很广，成本很低廉，换热表面的清洗也极为方便。

因为固定管板式换热器可以承受比较高的温度和比较高的操作压力，所以在大型换热器和高温高压换热器中，占首要地位。

固定管板式换热器有许多特点，最突出的特点是锻件少、比较便宜、密封性能好。

由于它的壳程无法机械清洗，所以管子腐蚀后会和壳体一起报废，设备的寿命就会降低[2]。

所以当所需流量不同时，需要根据不同的流量设计不同的换热器。

全套图纸，加153893706首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料的性质和传热的面积来确定换热管的材料，尺寸和根数。

根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。

通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度的校核。

然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。

并且还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。

结构设计中的标准件可以按照国家标准根据设计条件直接选取，非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。

通过查阅GB150-2011《钢制压力容器》和GB151-1999《管壳式换热器》以及GB和JB等标准以及查看设计要求，我对固定管板式换热器进行了结构设计和CAD绘图。

进行了标准件的选取，零件间连接结构的设计，零件材料的选择以及厚度的计算。

其中包括了筒体壁厚、封头壁厚、管板壁厚和管箱壁厚的计算，管子拉脱力和稳定性校核，接管、法兰、容器法兰、支座等的选择及开孔补强设计，管板、折流板以及换热管之间的连接的结构设计，壳体与管板之间的连接处的设计。

DN1000一分加热器的结构设计、摘要：本课题详细介绍了换热器的设计与制造过程,它以流体的物性参数和生产量要求为基础,利用传热过程基本原理、通过计算确定固定管板式换热器的基本型式。

依据GB150-1998《钢制压力容器》和GB151-1999《管壳式换热器》等标准对换热器各零部件结构与强度进行设计，包括筒体、管箱、封头、折流板及管板等，管板是连接壳体、管束和管箱，并承受压力和热膨胀以及来自此三部件载荷的主要部件。

特别的，对于管板，我们分析了其危险截面应力并加以校核，保证其安全性。

在加工制造方面，用简单的流程图将各零部件的加工与装配次序表现得清晰明了，对管子与管板的连接、管孔的加工提出了更详细具体的要求。

关键词:固定管板式换热器；管板；折流板；封头Abstract：The present paper detailedly introduces the design and manufacture process of fixed plate heat exchanger. It‟s model is defined based on the physical parameters of fluid an d the amount which is required in production, making use of calculation of fundamentals about heat transfer process. Then, designe the structure and strength about most of components in heat exchanger, including a thick-shaped part of the body, the case of tube pass, head , baffle, tube sheet and so on, according to the standards, such as GB150-1998 Steel Pressure Pessels and GB151-1999 Tubular Heat Exchangers. Tubesheet is the most important part, which is used to connect shell, tube bundle and channeland bear pressure, temperature load and other loads. Especially, about tube sheet, it is calculated、integrated and calibrated about stress,in order to security. In the section of manufacture,there is a simaple flow chart that clearly show the order of manufacture and installation of spare parts. And there are some concrete requirements about the joint of tube to tube sheet and manufacture technology of tube sheet.Key words: Fixed plate heat exchanger; Tube sheet; Baffle; head第一章引言1.1 概述1.1.1换热器在工业中的应用换热设备是使热量从热流体传递到冷流体的设备，使化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。

目录1 前言 (4)1.1 换热器的应用: (4)1.2 固定式管板换热器简介: (4)2 工艺计算 (5)2.1 设计任务书 (5)2.2 设计方案 (5)2.3确定物性数据 (5)2.4 估算传热面积 (6)2.5 工艺结构尺寸 (7)2.6 换热器核算 (9)2.6.1 热流量核算 (10)2.6.2 壁温核算 (12)2.7 换热器内流体的流动阻力 (12)2.7.1 管程阻力∆Pt (12)2.7.2 壳程阻力∆Ps (13)2.8 换热器的主要结构尺寸和计算结果 (14)3 换热器结构设计与强度校核 (16)3.1 壳体与管箱厚度的确定 (16)3.1.1 壳体和管箱材料的选择 (16)3.1.2 圆筒壳体厚度的计算及校核 (16)3.1.3 管箱厚度计算及校核 (17)3.2 隔板 (18)3.3接管设计 (19)13.3.1 壳程接管 (19)3.3.1 管程接管 (20)3.3.2 排液口、排气口 (21)3.4 开孔补强 (21)3.5 法兰与垫片 (21)3.5.1管箱法兰与封头法兰 (21)3.5.2 垫片 (22)3.6 管板设计 (23)3.6.1管板厚度设计 (23)3.6.2 换热管与管板连接方式 (24)3.6.3 换热管与管板连接拉脱力校核 (24)3.6.4 管板与筒体连接方式 (25)3.6.5 管板尺寸 (25)3.7接管位置确定 (25)3.7.1 壳程接管位置的最小尺寸 (25)3.7.2 管程接管位置的最小尺寸 (26)3.8 管箱和封头长度及与筒体的连接方式 (26)3.9 折流板 (27)3.9.1 折流板的形式和尺寸 (27)3.9.3 折流板的布置 (27)3.10 拉杆、定距管 (27)3.10.1拉杆尺寸 (28)3.10.2 定距管 (28)3.11 防冲板 (28)23.12 旁路挡板 (29)3.13保温层 (29)3.14 鞍座 (29)3.14.1 鞍座安装尺寸 (29)3.14.2 鞍座尺寸: (29)总结 (31)参考文献 (32)31前言1。

换热器型号可以在GB151中找到。

前端管箱型式代号根据前端管箱的类型主要分为以下几种类型：(1) A型：平盖管箱，管箱端部为平盖与管箱法兰通过螺栓、垫片来连接；(2) B型：封头管箱，管箱端部为椭圆封头；(3) N型：与管板制成一体的固定管板管箱，管箱端部为平盖，与A型管箱类似；2.1.2 壳体型式代号(1) E型：单程壳体，详见GB151-1999表7；(2) I型：U形管式换热器壳体，详见GB151-1999表7中I型；(3) K型：釜式重沸器壳体，主要用于带蒸发空间的换热器；(4) O型：带外导流筒的换热器壳体，主要用于浮头式换热器；2.1.3 后端结构型式代号(1) L型：与A相似的固定管板结构；(2) M型：与B相似的固定管板结构；(3) N型：与N相似的固定管板结构以上分类详见GB151-1999中图1-7主要部件分类及代号，以上前端、壳体、后端任意组合，构成不同形式的管壳式换热器，本软件根据石油化工（尤其是烯烃、炼油等）工艺过程中常用的类型组合出总计16种换热器；详见2.2节。

2.2 换热器型式代号根据换热器2.1节中所列出的前管箱、壳体、后端管箱类型，本软件对其进行了组合，提供了组合后各类型换热器的“数据模板”，供用户在输入数据时，可直接选择相应的换热器类型数据模板，以节省数据输入的时间。

根据组合，软件主要提供了下几类换热器的模板数据，供用户根据工艺条件所定的换热器类型进行选择，见下表：代号简图描述1.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；2.AEM（CONE）前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；3.AKL 前端管箱及后端管箱均为A型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；4.AES 前端管箱为A型平盖管箱，后端为S型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；5.AKU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；6.AIU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为I形，U形管换热器，支座为鞍式支座；7.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；8.BEM（CONE）前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；9.BES前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为S型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；10.BKU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；11.BIU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为I型，U 形管换热器，支座为鞍式支座；12.BKM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M 型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座；13.NEN 前、后端管箱为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；14.NKN 前、后端管箱均为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；15.AOS 与AES浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；16. BOS 与BES浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀；。

沈阳化工大学科亚学院本科毕业设计题目：流量为1500kg/h四管程固定管板式换热器的设计专业：过程装备与控制工程班级： 1201学生姓名：指导教师：论文提交日期： 2016年5月25日论文答辩日期： 2016年6月6日毕业设计（论文）任务书过程装备与控制工程专业过控1201 班学生：摘要换热器又被叫热量交换器，是一种把热流体的热量传递给冷流体的设备，并且实现化工生产过程中热量的交换和传递不可缺少的设备，在工厂中具有重要的意义。

换热器可以是一种单独的设备，例如加热器、冷却器和凝汽器等等；也可是工艺设备的组成部分，比如石化、煤炭工业中的余热回收装置等等。

换热器是两种温度不同的物料在一个设备内相互交换热量，最终达到将物料冷却，或者将冷物料加热为目的的设备。

常见的热交换器是:浮头式换热器,固定管板式换热器,填料函式换热器、u型管换热器,线圈热交换器,单引号和双壳程换热器管式热交换器和管式热交换器和导流管式热交换器,折流栅换热器,热管换热器,换热器插管,滑动管板式换热器,等。

本换热器是蒸汽冷凝器在成产中是非常常见的设备，该换热器有耐高压的优点、价格低廉、清洗方便不宜结垢的优点。

壳程的设计任务描述二甲胺的给定条件中,温度为49.96℃,0.9 MPa 开始冷凝,其流量为1500kg/h。

管内的介质是水,冷却水温上升从一开始的33℃到43℃,压力在0.6 MPa。

完成了压降计算,强度计算,钢筋,短管箱部分壁厚计算、等强度设计,强度设计依据圆柱,头部和检查,根据入口连接的流量和出口喷嘴直径的选择上,打开加筋法的基础上平等面积配筋计算。

法兰的设计,管板扩展,根据弹性支持假说的管板设计和检查,管板与换热管连接焊接、棒和管板螺纹连接结构。

与此同时,鞍的卧式容器检查。

本设计充分利用材料,更多的场合。

在同一换热器的热交换器是非常便宜和安全。

因此,换热器在工厂中占有重要地位。

关键字: 固定管板; 换热器; 不同物料; 热交换；补强全套图纸，加153893706AbstractHeat exchanger called heat exchanger again, it is a kind of the thermal fluid heat transfer to cold fluid equipment, and realize the heat exchange and transmission in the process of chemical production indispensable equipment, has the vital significance in the factory. Heat exchanger can be a single device, such as a heater, cooler and steam condenser, etc. But also part of the process equipment, such as waste heat recovery unit in petrochemical industry, coal industry, and so on. Temperature heat exchanger are two different materials in a heat exchanging equipment, eventually achieve the material cooling, or heating equipment for the purpose of cold material. Common heat exchanger is: of floating head heat exchanger, fixed tube plate heat exchanger, stuffing box type heat exchanger, the u tube heat exchanger, heat exchanger coil, single and double shell side heat exchanger tube heat exchanger and tube heat exchanger and diversion tube heat exchanger, the rod baffle heat exchanger, heat pipe heat exchanger, heat exchanger, intubation sliding tube plate heat exchanger, etc. This heat exchanger is steam condenser is very common in into during equipment, the heat exchanger has theadvantages of resistance to high pressure, low cost, convenient cleaning is unfavorable and scale advantages.Shell side of the design task description of dimethylamine in given conditions, the temperatur e is 49.96 ℃, 0.9 MPa began condensation, the flow rate of 1500 kg/h. Tube medium is water, cooling water temperature rise from the beginning of 43 ℃ to 33 ℃, pressure is 0.6 MPa. Completed the pressure drop calculation, strength calculation, reinforcement, short tube box part of wall thickness calculation, strength design, strength design based on cylindrical, head and checking, according to the flow rate of inlet connection and the choice of outlet nozzle diameter, opening reinforcement method on the basis of equal area reinforcement calculation. The design of the flange, tubesheet extended, according to the elastic support hypothesis tube plate design and inspection, tube plate connected to the heat exchange tube, rod and tube sheet welding structure of threaded connection. At the same time, the saddle horizontal vessel inspection.This design make full use of the material, more occasions. At the same heat exchanger heat exchanger is very cheap and safe. Therefore, the heat exchanger occupies an important position in the factory.Key words: Fixed tube sheet； Heat exchanger； Different materials；Reinforcing目录第一章固定管板式换热器设计方案的选择 (1)1.1换热器类型的选定 (1)1.2 本文研究的内容 (2)1.3换热器换热方式的选择 (3)1.4流体进出口温度的确定 (3)1.5换热器材料的选择 (3)第二章固定管板式换热器的工艺计算 (4)2.1换热器的工艺参数 (4)2.2换热器的物性参数 (4)2.3换热器的设计温度 (4)2.4换热器的工艺结构设计 (5)2.4.1换热器传热面积的估算 (5)2.4.2管径、管内流速及传热管数 (6)2.4.3平局传热温差校正及壳程数 (6)2.4.4壳体内径 (7)2.4.5折流板 (7)2.5换热器核算 (7)2.5.1壳程表面传热系数 (7)2.5.2管内表面传热系数 (8)2.5.3污垢热阻和管壁热阻 (8)2.5.4传热系数 (8)2.5.5 压降校核 (9)2.6换热器主要结构尺寸和计算结果 (11)第三章结构设计 (12)3.1 壳体、管箱壳体和封头的设计 (12)3.1.1 壁厚的确定 (12)3.1.2 管箱壳体壁厚的确定 (13)3.1.3 标准椭圆封头的设计 (14)3.2 管板与换热管设计 (15)3.2.1 管板 (15)3.3 进出口设计 (17)3.3.1 接管的设计 (17)3.3.2 接管外伸长度 (17)3.3.3 排气、排液管 (17)3.3.4 接管最小位置 (18)3.4 折流板或支持板 (20)3.4.1 折流板尺寸 (20)3.4.2 折流板和折流板孔径 (20)3.4.3 折流板的布置 (21)3.4.4 折流板质量计算 (21)3.5 防冲挡板 (22)3.6 拉杆与定距管 (22)3.6.1 拉杆的结构和尺寸 (22)3.6.2 拉杆的位置 (24)3.6.3 定距管尺寸 (24)3.7 鞍座选用及安装位置确定 (24)第四章强度计算 (25)4.1 壳体、管箱壳体和封头校核 (25)4.1.1 壳体体校核 (25)4.1.2 管箱壳体校核 (25)4.1.3 椭圆封头校核 (26)4.2 接管开孔补强 (27)4.2.1 蒸汽进出口开孔补强 (27)4.2.2 管箱冷却水接管补强的校核 (29)4.3 膨胀节 (31)4.3.1 膨胀节 (31)4.3.2 膨胀节计算 (31)4.4 管板校核 (33)4.4.1 结构尺寸参数 (33)4.4.2 各元件材料及其设计数据 (34)4.4.3 管子许用应力 (36)4.4.4 结构参数计算 (36)4.4.5 法兰力矩 (37)4.4.6 管子加强系数 (39)4.4.7 旋转刚度无量纲参数 (39)第五章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)第一章固定管板式换热器设计方案的选择1.1 换热器类型的选定换热器是化工生产中最为常用的一种机器，它的主要作用是进行几种介质之间的热量传递。

换热器绘图说明书专业：过程装备与控制工程班级：过092姓名：和向前日期: 2011-12-29一、换热器概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。

随着科技高速发展的今天，换热器已经广泛应用到国内各个生产领域，换热器跟人们生活息息相关。

有气体-气体交换，气体-液体交换，液体-液体交换几种。

换热器总的可分为： 1、间壁式换热器（夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、板式换热器管壳式换热器、双管板换热器也称P型换热器） 2、混合式换热器（却塔(或称冷水塔)、气体洗涤塔(或称洗涤塔)、喷射式热交换器、(4)混合式冷凝器） 3、蓄热式换热器 4、陶瓷换热器。

换热器型式代号：1.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；2.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；3.AKL 前端管箱及后端管箱均为A型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；4.AES 前端管箱为A型平盖管箱，后端为S型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；5.AKU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；6.AIU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为I形，U形管换热器，支座为鞍式支座；7.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；8.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；9.BES 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为S型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；10.BKU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；11.BIU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为I型，U形管换热器，支座为鞍式支座；12.BKM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座；13.NEN 前、后端管箱为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；14.NKN 前、后端管箱均为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；15.AOS 与AES浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；16.BOS与BES浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀；二、管壳式换热器1、壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。

固定管板式管壳式冷却器设计说明书目录第一章概述 (3)1.1 换热器简单介绍 (3)1.2 本设计的目的与意义 (3)第二章管壳式换热器的性能及特点 (4)2.1 列管式换热器的类型 (5)2.1.1固定管板式换热器 (5)2.1.2 浮头式换热器 (5)2.1.3 U型管换热器 (6)2.1.4 填料涵式换热器 (6)2.2题目要求换热器的设计 (6)2.2.1换热管及其在管板上的排列 (7)2.2.2 管板和管子的连接 (8)2.2.3管箱 (9)2.2.4 壳体及其与管板的连接 (10)2.2.5折流板 (11)2.2.6 拉杆和定距管 (12)2.3 管壳式换热器的标准 (13)第三章煤油冷却器设计计算 (14)3.1 设计任务与设计方案的确定 (14)3.1.1原始资料 (14)3.1.2选择换热器类型 (14)3.1.3 流动空间及流速的确定 (14)3.1.4确定物性数据 (14)3.1.5传热量及平均温差 (15)3.1.6 估算传热面积及传热面结构 (16)3.1.7 管程计算 (18)3.1.8 壳程结构及壳程计算 (18)3.1.9 需用传热面积 (20)3.1.10 阻力计算 (21)第四章设计心得体会 (24)参考文献 (26)附录 (27)第一章概述1.1 换热器简单介绍在石油化工生产中，常需要加热或冷却，及热量的传递。

热量的传递有导热、对流和辐射三种基本方式。

本设计是导热与对流两种传热方式的组合。

当一种流体与另一种流体进行热交换而且不允许混合时，就要求在间壁式热交换器中进行，冷热流体被固体传热面隔开。

本次设计的题目是固定管板的管壳式煤油冷却器，冷却器是换热设备中的一种，它是按在化工生产中所用的各种换热设备的功能和用途不同进行分类的。

用水或其他冷却介质冷却液体或气体的装置称为冷却器。

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。

在换热器中至少要有两种流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。

前端管箱型式代号根据前端管箱的类型主要分为以下几种类型：" O3 Z7 j7 }0 Y% f' J; q4 |(1) A型：平盖管箱，管箱端部为平盖与管箱法兰通过螺栓、垫片来连接；(2)B型：封头管箱，管箱端部为椭圆封头；(3)N型：与管板制成一体的固定管板管箱，管箱端部为平盖，与A型管箱类似；2.1.2壳体型式代号(1)E型：单程壳体，详见GB151-1999表7；(2)I型：U形管式换热器壳体，详见GB151-1999表7中I型；(3)K型：釜式重沸器壳体，主要用于带蒸发空间的换热器；(4)O型：带外导流筒的换热器壳体，主要用于浮头式换热器；2.1.3后端结构型式代号(1)L型：与A相似的固定管板结构；(2)M型：与B相似的固定管板结构；(3)N型：与N相似的固定管板结构1 c, z. O! T5 Z6 G! H以上分类详见GB151-1999中图1-7主要部件分类及代号，以上前端、壳体、后端任意组合，构成不同形式的管壳式换热器，本软件根据石油化工（尤其是烯烃、炼油等）工艺过程中常用的类型组合出总计16种换热器；详见2.2节。

/ t7 r4 A) y5 D2 m# N" ]2.2换热器型式代号1 S0 z3 H7 C" g：S; M根据换热器2.1节中所列出的前管箱、壳体、后端管箱类型，本软件对其进行了组合，提供了组合后各类型换热器的“数据模板”，供用户在输入数据时，可直接选择相应的换热器类型数据模板，以节省数据输入的时间。

根据组合，软件主要提供了下几类换热器的模板数据，供用户根据工艺条件所定的换热器类型进行选择，见下表：, V U# c1 Z/ N8 L代号简图描述1.AEM前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；1 \, N1 X3 i& ^：j7 u4 ]1 |$ _2.AEM（CONE）前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；- z5 r7 P, h) V$ I. {2 L7 V3.AKL前端管箱及后端管箱均为A型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；" R5 |/ v# _：o( ] A$ \1 N. Z& B0 ~- I' ` e0 L" [ d4 F2 N4.AES前端管箱为A型平盖管箱，后端为S型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；5.AKU前端管箱为A型平盖管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；. l2E. w6 {" r/ l& h; F1 o n' u! X：U" f6.AIU前端管箱为A型平盖管箱，壳程为I形，U形管换热器，支座为鞍式支座；9 P6 B5 ^" o) I* Y" w0 ]) @：l3 B7.BEM前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；% v3E. z- S3 L% n8.BEM（CONE）前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；9.BES, r1 P% g+ e) P$ w前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为S型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；8 X* R+ K; W/ Z2 }0 ]' d/ L" d' C `8 u" k) U1 z N10.BKU前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；+ Q4 H1 H3 h- C2 A9 I11.BIU前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为I型，U形管换热器，支座为鞍式支座；12.BKM前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座；$ k& C, X1 v+ x/ s! J：P' [+ y13.NEN前、后端管箱为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；6 Z3 |* S6 c5 h' b/ X9 |+ a14.NKN前、后端管箱均为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；; p：Q1 |9 k* T7 d$ L) l& o) U! V/ U+ H) j! {$ {; ~% t5 ?$ j' S* S9 Y& W% s15.AOS与AES浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；/ _：M9 Z/ B8 k0 [3 n! D' M. u16. BOS与BES浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀；。

换热器的结构管壳式换热器就是具有换热管和壳体的一种换热设备，换热管与管板连接，再用壳体固定。

按其结构型式，主要分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、方形壳体翅片管换热器等。

详细结构如下：固定管板式换热器：固定管板式换热器结构如上图所示，换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。

换热管可为光管或低翅管。

其结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛应用。

其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。

壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时，可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力浮头式换热器浮头式换热器结构如图所示，其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。

壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。

浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。

这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。

浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能U形管式换热器上图为双壳程U形管式换热器。

U形管式换热器是将换热管弯成U形，管子两端固定在同一块管板上。

由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。

因U形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体内抽出，壳侧便于清洗，但管内清洗稍困难，所以管内介质必须清洁且不易结垢。

U形管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。

壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程(如图中所示)。

填料函式换热器上图为填料函式双管程双壳程换热器，填料函式换热器的换热管束可以自由滑动，壳侧介质靠填料密封。

对于一些壳体与管束温差较大，腐蚀严重而需经常更换管束的换热器，可采用填料函式换热器。

代号AEMAEM（CONE）AKLAESAKUAIUBEMBEM（CONE）BESBKUBIUBKMNENNKNAOSBOS描 述前端管箱为A 型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M 型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；前端管箱为A 型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M 型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；前端管箱及后端管箱均为A 型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为A 型平盖管箱，后端为S 型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为A 型平盖管箱，壳程为U 形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；前端管箱为A 型平盖管箱，壳程为I 形，U 形管换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，后端为M 型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M 型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，后端为S 型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，壳程为U 形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，壳程为I 型，U 形管换热器，支座为鞍式支座；前端管箱为B 型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M 型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座；前、后端管箱为N 型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；前、后端管箱均为N 型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；与AES 浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；与BES 浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀；换热器型式代号的意义根据换热器前管箱、壳体、后端管箱类型，将换热器分为以下几种。