前言
随着我国国民经济的飞速发展，作为国民经济支柱产业的化工、石油化工等工业也在同步发展。做为一名化工设备维修技术专业的毕业生，“固定管板式换热器”设计是学生在理论学习和生产实践的基础上迈向工程设计的一个转折点。
为了使这次的设计完整、全面、新颖、精湛和实用，我充分利用已有的专业基础知识和实际工作经验，最大限度地发挥自己的潜能，以达到学有所用。
本设计说明书主要有以下两个特点：
一．常用的主要管壳式换热器设计及其所用的标准零部件、材料、力学应力分析、核技进行详细的解法、计算。
二．编入本设计说明书的设计用标准规范计算公式、数据、资料等均为可靠。
在设计过程中，参考了大量的有关数据和资料，也得到了学院领导、老师、同学的大力帮助，在此一并表示感谢！
由于编者水平有限，设计中难免有不妥之处及错误。敬请各位读者提出宝贵的意见和建议！
目录
一. 设计条件 (6)
二.摘要 (7)
三.计算步骤与内容
1.换热管管的设计计算 (8)
2.换热器筒体设计计算 (12)
3.封头的设计计算 (14)
4.压力试验校核 (15)
5容器法兰的设计与选择 (16)
6换热器管箱设计........................................... .17 7温差应力计算 (18)
8折流板计算 (19)
9接管法兰选择 (21)
10开孔补强 (21)
11支座设计 (23)
四.参考文献
五.致谢语
绪论
一、换热器概述及其用途
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。在过程工业生产中，合理而有效地利用热能是十分重要的。为了实现工艺无物料间的热量传递，人们常采用各种类型的换热设备，即换热器。其主要作用是使热量从温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺指标，以满足工艺过程的生产需要。目前它是化工、炼油、动力、食品、医药、冶金多个行业部门广泛采用的一种工艺设备。对于迅速发展的化工、石油化工来说，换热器尤为重要。同时换热器还是回收余热、废热，特别是低位热能的有效装置。
二、换热器的种类
换热器的种类繁多，可按多种分类方法分。一是按传热方式不同可分为：直接接触式，蓄热式，间壁式。二是壳式换热器，按结构形式不同分为四类：管壳式、蛇管式、套管式、翘片管式。三是板面式换热器，按结构不同可分为：板式换热器、板翘式换热器、板壳式换热器、螺旋式换热器等。四是热管式换热器。在
众多换热设备中应用最为广泛的是管壳式换热器。原因是它具有结构坚固、可靠性高，选材范围广，耐压，耐温，操作弹性大等独特的优点,因而在其制造和设计方面许多国家都有相关标准。管壳式换热器分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器、釜式重沸器等。其中以固定管板式换热器为典型。固定管板式换热器主要由管箱、管板、折流板、拉杆、定距管、换热管等零部件组成。
换热器首先要能合理地实现所规定的工艺条件，而传热量、流体的热力学参数（温度、压力、流量、相态等）与物理化学性质（密度、黏度、腐蚀性等）是工艺过程所规定的条件。所以设计的换热器应尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。此外还应满足结构上的安全可靠，制造、安装、操作及维修方便、经济合理等。
三、本次设计的内容和目的
本次设计的课题名称叫做：固定管板式换热器的设计。内容即通过给出的设计条件，独立完成各个设计步骤。也就是独立完成从各零部件的选材到各零部件的设计、强度计算、应力计算、选型等等。本次设计旨在培养学生多方位、综合地分析考察工程实际问题并独立解决问题的能力。具体表现在一下三个方面：一是使我们养成严肃认真、积极进取的工作态度和严谨的工作作
风，形成正确的世界观，掌握科学的方法论；二是使我们熟悉压力容器设计的基本方法与步骤，提高资料文献数据的查阅、收集、整理和分析的能力；综合运用、巩固拓展所学的专业知识，为毕业后从事专业工作打下扎实的基础。
初次设计，能力有限，各方面考虑或许不够周全，表述或许不够妥当，整理或许有所遗漏。总之种种不足之处，希望老师多多指正。正所谓在练习中学习，在指导下进步。谢谢！
装备0912班谢志祥 2011年12月4日
设计条件
1.操作压力介质：壳程：煤油管程：冷却水
2.操作压力：壳程：0.4MPa 管程：0.8MPa
3.操作温度（入口/出口）
壳程：30/50℃管程：90/60℃
4.程数壳程1 管程1
5.换热管外径25mm
总长6000mm
6壳程圆筒内直径1000mm
固定管板换热器设计摘要
设计者：谢志祥
（湖南化工职业技术学院装备0912班）
［摘要］主要设计的是固定管板换热器，针对换热器中所需要的材料，标准零件,结构尺寸大小，作了详细的分析、计算，从而使换热器达到工艺要求。对材料，标准零件,结构尺寸的要求,主要从四个方面考虑：安全性能要求（强度、韧性、刚度、耐蚀性、密封性）；工艺性要求（生产效率、能耗）；使用性要求（结构、安装、维修、制造）；经济性要求，并运用AutoCAD制图，,绘制出固定管板换热器总装配图。
［关键词］固定换热器法兰壳体管板换热管折流板
计算及说明依
据结果
一、换热器管设计计算
换热器管材料选择及论证
论证：从换热管需要承受压力或其他载荷、钢管应该有足够的强度，考虑材料的焊接和冷热加工性能，换热器的使用功能和制造工艺，材料的来源与价格等综合原因根据工作环境和操作条件
选取碳素钢20
钢管设计压力
Pd = (1.05～1.1) Pw
= (1.05～1.1)×0.8
=0.84～0.88Mpa
取 Pd = 0.86Mpa
钢管设计温度
90 + 20 = 1100C 腐蚀裕量与厚度负偏差C2 ，C1
根据选材取 C
1
=0.15mm
取 C
2
=2mm
.查表可知该设计度下钢管的许用压力[σ]t = 130Mpa
钢管的焊缝系数，因为采用无缝钢管 =1
换热管的厚度计算：[1]
[2]
[2]表
3-3
[2]表
3-13
[2]表
3-12
碳素钢20
Pd= 0.86MPa
t
w
= 1100C
[σ]t=130M
