管壳式换热器机械设计参考资料

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1、实用标准文案1前言11.1概述11.1.1换热器的类型11.1.2换热器11.2设计的目的与意义21.3管壳式换热器的发展史21.4管壳式换热器的国内外概况31.5壳层强化传热31.6管层强化传热31.7提高管壳式换热器传热能力的措施41.8设计思路、方法51.8.1换热器管形的设计51.8.2换热器管径的设计51.8.3换热管排列方式的设计51.8.4管、壳程分程设计51.8.5折流板的结构设计51.8.6管、壳程进、出口的设计61.9选材方法61.9.1管壳式换热器的选型6精彩文档实用标准文案1.9.2流径的选择81.9.3流速的选择91.9.4材质的选择91.9.5管程结构92壳

2、体直径的确定与壳体壁厚的计算112.1管径112.2管子数n112.3管子排列方式，管间距的确定112.4换热器壳体直径的确定112.5换热器壳体壁厚计算及校核113换热器封头的选择及校核144容器法兰的选择155管板165.1管板结构尺寸165.2管板与壳体的连接165.3管板厚度166管子拉脱力的计算187计算是否安装膨胀节208折流板设计22精彩文档实用标准文案9开孔补强2510支座2710.1群座的设计2710.2基础环设计2910.3地角圈的设计30符号说明32参考文献34小结35精彩文档实用标准文案2壳体直径的确定与壳体壁厚的计算2.1管径换热器中最常用的管径有φ19mm×

3、2mm和φ25mm×2.5mm。小直径的管子可以承受更大的压力，而且管壁较薄；同时，对于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面积的金属耗量更少。所以，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用φ19mm×2mm直径的管子更为合理。如果管程走的是易结垢的流体，则应常用较大直径的管子。标准管子的长度常用的有1500mm，2000mm，2500mm，3000m,4500,5000,6000m,7500mm,9000m等。换热器的换热管长度与公称直径之比一般为4—25,常用的为6—10选用Φ25×2.5的无缝钢管，材质为20号钢，管长4.5m。2.2管子数

4、n(2-1)其中安排拉杆需减少6根，故实际管数n=503-6=497根2.3管子排列方式，管间距的确定采用正三角形排列，由《化工设备机械基础》表7-4查得层数为12层，对角线上的管数为25，查表7-5取管间距a=32mm.2.4换热器壳体直径的确定(2-2)其中精彩文档实用标准文案取，，查表2-5，圆整后取壳体内径00mm2.5换热器壳体壁厚计算及校核材料选用20R计算壁厚为：,(2-3)式中:为计算压力，取=1.0MPa；900mm;=0.9;[]t=92Mpa（设壳壁温度为350°C）将数值代入上述厚度计算公式，可以得知：查《化工设备机械基础》表4-11取；查《化工设备机械基础》表

5、4-9得5.47+1.2+0.25=6.92mm圆整后取复验，最后取该壳体采用20钢7mm厚的钢板制造。1、液压试验应力校核精彩文档实用标准文案(2-4)(2-5)(2-6)查《化工设备机械基础》附表6-3，可见故水压试验强度足够。2、强度校核设计温度下的计算应力﹥最大允许工作压力(2-7)故强度足够。精彩文档实用标准文案3换热器封头的选择及校核上下封头均选用标准椭圆形封头，根据JB/T4746-2000标准，封头为DN900×7，查《化工设备机械基础》表4-15得曲面高度，直边高度，材料选用20R钢标准椭圆形封头计算厚度：(3-1)(3-2)所以，封头的尺寸如下图：图3-1换热器封头

6、尺寸精彩文档实用标准文案4容器法兰的选择材料选用16MnR根据JB/T4703-2000选用DN900，PN1.6Mpa的榫槽密封面长颈对焊法兰。查《化工设备机械基础》附表14得法兰尺寸如下表：表4-1法兰尺寸公称直径DN/mm法兰尺寸/mm螺柱d规格数量900106010159769669635527M2428所以，选用的法兰尺寸如下图：精彩文档实用标准文案图4-1容器法兰5管板管板除了与管子和壳体等连接外，还是换热器中的一个重要的受压器件。5.1管板结构尺寸查（《化工单元设备设计》P25-27）得固定管板式换热器的管板的主要尺寸：表5-1固定管板式换热器的管板的主要尺寸公称直径Db

7、cd螺栓孔数90010601015966963584427245.2管板与壳体的连接在固定管板式换热器中，管板与壳体的连接均采用焊接的方法。由于管板兼作法兰与不兼作法兰的区别因而结构各异，有在管板上开槽，壳体嵌入后进行焊接，壳体对中容易，施焊方便，适合于压力不高、物料危害性不高的场合；如果压力较高，设备直径较大，管板较厚时，其焊接时较难调整。5.3管板厚度精彩文档实用标准文案管板在换热器的制造成本中占有相当大的比重，管板设计与管板上的孔数、孔径