u形管换热器课程设计-- u形管换热器结构设计

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1、目录过程设备课程设计任务书3前言4摘要5第一章绪论61.1管壳式换热器的概述61.2本毕业设计的目的61.3、设计的要求及内容61.4、课程设计的步骤71.4.1设计的准备阶段71.4.2机械结构设计8第二章换热器结构设计82.1换热管数的计算82.2换热管排列方式，管间距的确定92.3筒体结构设计102.4管箱及封头102.4.1管箱管箱分类102.4.2封头112.5接管、接管法兰112.5.1接管112.5.2接管法兰的确定122.5.3管箱法兰和管箱侧壳体法兰122.6管箱的最小内测深度122.7分程隔板132.8

2、U形管132.8.1U形管选择132.8.2U形管弯管段的弯曲半径132.9管板142.91分程隔板槽142.9.2管板142.9.3布管定圆14282.9.4管孔152.9.3拉杆孔152.10换热管与管板的连接152.11折流板和支撑板管孔162.12U型管尾部支撑172.11拉杆172.12折流板182.12.1折流板的主要几何参数182.12.2折流板与壳体间隙182.12.3折流板厚度182.12.4折流板的管孔192.12.4材料的选取192.13滑道192.14防短路结构202.14.1旁路挡板202.14.

3、2挡管202.14.3中间挡板212.15垫片设计212.16支座222.17附件22(1)起吊附件22三、确定设计压力223.1筒体壁厚计算223.2筒体短节、封头厚度计算233.3管箱短节、封头厚度计算243.4管箱短节开孔补强的校核253.5壳体接管开孔补强校核26参考文献2728过程设备课程设计任务书一、设计题目：U形管换热器结构设计二、设计任务及条件：表2-1冷却流体参数被冷却流体热空气进气温度150℃出气温度40℃设计温度150℃设计压力2.5Mpa表2-2冷却介质参数冷却介质类型循环水进口温度30℃出口温度4

4、0℃设计温度40℃设计压力1.0Mpa以下为参考数据换热面积90换热管规格及管束级别192长6mⅠ类程数22标准规范GB150-1999；GB151-1999三、设计内容：1、根据两种介质的流量、进出口温度、操作压力等计算出换热器所需的传递热量2、根据介质性质选择合适的材料。3、选择换热器的结构形式。4、计算所需要的换热面积。5、管字数的计算。6、管子的排列方式，管间距的确定。7、换热器壳体直径、壁厚的确定；8、换热器封头的选择。9、管板尺寸的确定。10、管子拉脱力的计算。11、计算是否安装膨胀节。12、折流板，开孔补强和

5、支座的设计。三、设计成果：（1）设计说明书一份；（2）换热器装配图一张；28前言换热器是一种广泛使用的工艺设备，在炼油、化工、动力、钢铁、食品、发电及其他许多行业中是主要的工艺设备之一，在生产中占有重要的地位。尤其是化工生产中，换热器关系到生产的正常运行和操作费用。因此，换热器的研究倍受重视。从换热器的设计、制造、结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。特别是七十年代初发生能源危机以来，各国都纷纷寻找新的能源及节约能源的途径，而换热器是节约能源的有效设备。在余热回收、利用地热、太阳能等方面都离不开换热器。因而各国都在致力

6、于研究各种高性能换热器及换热元件，其中不少是国家直接下达的重点课题。工业生产中所用换热器的种类很多，其中管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种，因其操作弹性大，结构坚固，能在高温、高压条件下使用，而且可供选择的结构材料范围广，适用性较强等原因，故它在工业生产中占据着主导地位。据资料表明，所有换热设备中，管壳式占整个换热器投资的50%～70%。而U形管式换热器在管壳式换热器中又有如下特点：管束可以自由伸缩，不会产生温差应力，结构简单，造价较低，管外容易清洗。因此，U形管式换热器的研究和设计对炼油和化工生产等行业具有重要的意义。

7、28摘要换热器为石油,化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺设备。依据GB—150《钢制压力容器》和GB—151《管壳式换热器》的相关规定，对设计的U型管式换热器，进行了工艺方面的公称直径，管程壳程设计压力，公称换热面积，公称长度及换热管外径，管程和壳程的程数等的确定。再进一步结构设计确定设计的制造的材料，管子的排列形式，折流板数，支座，管板的尺寸，垫片宽度,管板外径与壳体内径间隙,法兰和的内外直径,拉杆和滑道,相关部件的连接，防短路结构等。选择石棉橡胶垫为非金属软垫片(JB4705--92)。对换热器进行校

8、核，试验，得出强度等符合设计要求。关键词：U形管换热器；结构设计；强度计算28第一章绪论1.1管壳式换热器的概述（1）管壳式换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强，尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。GB151、JB1154、JB1168等国