浮头式换热器设计简介

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1、浮头式换热器设计（PN1.3/0.9;W=41T/h）过程装备与控制工程姓名学号指导老师XX工程师摘要管壳式换热器是化学、石油化学及石油炼制工业中以及其它一些行业中广泛使用的热交换设备。它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是化工单元的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要地位。浮头式换热器是釜壳式换热器的一种，其优点是：管束可以从壳体里面抽出来，便于清洗；管壳的变形不会受到壳体的约束，消除热应力。浮头式的设计内容有：换热器的热力学计算；换热器的零部件材料选定；换热器的结构设计；换热器的强度校核。关键字：管壳式换热器浮头式换热器设计内容AbstractShellan

2、dtubeheatexchangeiswidelyusedintheheatexchangerofchemical.Itcan’tonlyusedforheaterandcoolerindividuallyetc.Butalsoforsomeimportantaccessoryequipmentofthechemicalunits.Soitoccupiesanplaceinchemicalproduction.Thefloatingheadexchangeisoneoftheshellandtudeheatexchange.Tubebundlecanbepumpingou

3、tfromtheinsideoftheshellforeasytocheaning;Thethemcaldeformationofthetubebundlewillnotbeconstraintoftheshellbyeliminationofheatstress.Thedesignofafloatingheadexchangertypicallyincludes:Thethermodynaticcacnlationoftheheatexchanger;Thecomponents’materialsselectionoftheheatexchanger;Structura

4、ldesignoftheheatexchanger;Thecomponentsthicknesscolcnlationandstrengthcheckingoftheheatexchange.Keywords:shellandtubeexchanger;Floatingheadheatexchanger;Componentsofthedesign一、前言换热器是将热流体的部分能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，同时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

5、；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。列管式换热器又称管壳式换热器，已有较长的历史，至今仍是应用最广泛的一种换热设备，其单位体积的设备所能提供的换热面较大，传热效果也比较好。列管式换热器的种类很多。目前广泛使用的按照有无热补偿和补偿方法的不同，主要有：（1）固定管板换热式换热器；（2）浮头式换热器；（3）U型管式换热器。本文主要讨论浮头式换热器，当壳体与管束间的温差比较大时采用这种形式，其两端的管板有一端不与壳体相连，可以沿管长方向在壳体内自由伸缩（称为斧头）从而解决了热补偿问题。二、浮头式式换热器基本理论（一）工作原理浮头式换热器属于间壁式换热器，其换热

6、管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。（二）主要技术特性：一般，浮头式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性：管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；2、介质间温差不受限制；3、可以在高温高压下工作，一般温度小于等于450℃，压力小于等于64Mpa；4、可用于结垢比较严重的场合；5、多用于管程腐蚀场合；6：但小浮头易发生内漏，金属材料耗量大，成本高，结构复杂。（三）构成浮头式换热器由管箱

7、、壳体、管束、浮头盖等、外头盖主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板。管箱和壳体主要决定浮头式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。图1浮头式换热器1—外头盖2—浮头盖3—浮动管板4—壳体5—传热管6—折流板7—隔板三设计参数介质原油柴油最高工作压力（绝）（Mpa）0.91.3入口温度（℃）70180出口温度（℃）110125处理量（吨/小时）41/物理参数介质密度（Kg/m³）动力粘度（Ns/㎡）比热（KJ/Kg.K）导热系数