毕业设计 列管式换热器制造工艺过程.doc

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1、1设计任务书1.1设计题目:列管式换热器制造工艺过程1.2引用标准《I古I定式压力容器安全技术监察规稈•沢GB151-1999《列管式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。1.3基本要求管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类,按下图所示。a)壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头)11的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均屈A类焊接接头ob）壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但己规定为A类的焊接

2、接头除外。c）平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。d）接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均展D类焊接接头，但己规定为A、B类的焊接接头除外。c）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。-XX.—1—刖吞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。换热器的应用广泛，它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同吋也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某

3、一工艺设备的组成部分，如列管式热交换器。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产屮，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或祥把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。1•列管式换热器介绍1.1列管式换热器的结构1.1.1管程结构%1换热管规格和排列的选择换热管直径越小，换热器单位体积的传热面积越大。因此，对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流体，管径应取得大些，以免堵塞。考虑到制造和维修的方便，加热管的规格不宜过多。ri前我国试行的系列标准规定采用档X2$

4、和矶42两种规格，对一般流体是适应的。此外，还有妙如，(p57x2.5的无缝钢管和的耐酸不锈钢管。按选定的管径和流速确定管子数H,再根据所需传热面积，求得管子长度。实际所取管长应根据出厂的钢管长度合理截用。我国生产的钢管长度多为6m、9m,故系列标准屮管长有1.5m,2m,3m,4.5m,6m和9m六种,其中以3m和6m更为普遍。同吋，管子的长度又应与管径相适应，--般管长与管径之比，即L/D约为4〜6。管子的排列方式有等边三角形和正方形两种(图4.7.11a,图4.7.11b)。与正方形相比，等边三角形排列比较紧凑，管外流体湍

5、动程度高，表而传热系数大。正方形排列虽比较松散，传热效果也较差，但管外清洗方便，对易结垢流体更为适用。如将正方形排列的管束斜转45。安装(图4(3)),可在一定程度上提高表面传热系数。(1)正三角形排列⑵正方形排列⑶正方老惱列图1・1管子在管板上的排列%1管板固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。管板的作用是将受热管束连接在一-起，并将管程和壳程的流体分隔开来。%1封头和管箱封头封头有方形和圆形两种，方形用于直径小的壳体(一般小于400mm),圆形用于大直径的壳体。管箱列管式换热器管箱即换热器的端盖，也叫分配室。

6、用以分配液体和起封头的作用。压力较低吋可采用平盖，压力较高吋则采用凸形盖，用法兰与管板连接。检修时可拆下管箱对管子进行清洗或更换。管箱的最小内侧深度应符合以下儿个条件1）轴向开孔的单管程管箱，开口屮心处的最小深度应不小于接管内直径的1/3o2）多管程的内侧深度应保证两程之间的最小流通面积不小于每管程换热管流通面积的1.3倍；当操作允许时也可等于换热管的流通面积。3）管箱长度还应考虑管程进出管开孔补强的2B边缘应力影响范围,如果紧挨壳程进出管，还应考虑装卸螺栓螺母，这点新于特别容易忽视，特别在不按比例制图情况下，个别情况还应考虑人

7、进入管箱维护的空间。4）管箱的长度还应考虑接管到封头切线的距离，接管焊缝到法兰密封而Z间的距离.管箱的长度应尽量短一•些。1.1.2、売程结构%1壳体换热器壳体的内径应等于或稍大于（对浮头式换热器而言）管板的直径。根据计算出的实际管数、管径、管屮心距及管子的排列方法等，可用作图法确定壳体的内径。但是，当管数较多又要反复计算吋，作图法太麻烦费时，-般在初步设计时，可先分别选定两流体的流速，然后计算所需的管程和壳程的流通截而积，于系列标准屮查出外壳的直径。待全部设计完成后，仍应用作图法画出管子排列图。为了使管子排列均匀，防止流体走”

8、短路”，可以适当增减一些管子。另外，初步设计屮也可用下式计算壳体的内径，即：D=t（nc-l）+2b/式屮D壳体内径，m；t管屮心距，m；m—横过管束屮心线的管数；b，管束屮心线上最外层管的屮心至壳体内壁的距离，一般取b，=（l〜1.5）do。%值可由下而的公式