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Word版说明书1份，共56页，约13000字
CAD版本图纸，共5张

摘   要

换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原

子能、造船、航空、供热等工业部门中。特别是石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。固

定管板式换热器的结构简单、制造方便、能承受较高的压力、造价低；但是材料的利用率不高。
该设计主要是根据GB150和GB151采用常规设计法设计的.对固定管板式换热器的进行工艺计算和结构设

计;在工艺计算中,确定换热器总传热系数K,进行传热能力核算，再对传热管和壳体壁温的核算，最后进

行换热器内流体阻力的计算;在结构设计中,分别对筒体、固定管板、管箱、封头和折流板等部件的设计

和选取;在强度校核中,根据GB151中的方法对管板法兰和管板法兰及换热管连接处的强度计算,分别计算

连接处各种应力单独作用时对管板或壳壁或换热器的影响，然后计算各个应力的强度削弱系数、刚度削

弱系数，并分别对各个应力进行校核;对换热器进行优化设计,解决换热器设计中多目标之间相互矛盾的

问题，提高材料的利用率，增强换热效果,使该换热器具有较强的适应性，更具有广阔的发展前景。

关键词：固定管板式换热器、工艺计算、结构设计、强度校核、固定管板、换热管、折流板；

 
目录
摘   要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
第2章 设计方案论证 3
2.1 选择换热器的类型 3
2.2 流程安排 3
2.3 换热器设计温度和允许压力降的确定 3
2.3.1 换热器设计温度的的确定 3
2.3.2换热器允许压力降的确定 4
2.4 设计任务书 4
第3章 工艺计算 5
3.1 确定物料的物性数据 5
3.1.1 二甲胺和冷却水的物性数据 5
3.2估算传热面积 5
3.2.1 换热器的热负荷 5
3.2.2换热器的冷却剂用量 5
3.2.3 换热器的平均传热温差 6
3.2.4 换热器的传热面积 6
3.3 换热器的工艺结构尺寸 6
3.3.1 管径和管内流速 6
3.3.2 选取管长、确定管程数和总管数 7
3.3.3 平均传热温差校正及壳程数 7
3.3.4 传热管排列和分程方法 8
3.3.5 壳体内径 9
3.3.6折流板的选取 9
3.3.7拉杆直径和数量 10
3.3.8防冲挡板 10
3.3.9 接管 11
3.4  换热器核算 11
3.4.1 传热能力的核算 11
3.4.2 壁温核算 14
3.4.3 换热器内流体的流动阻力 14
3.5 换热器主要结构尺寸和计算结果表 17
第4章 强度计算 18
4.1 主要受压元件材料及物性数据 18
4.2 换热器壳体设计及校核 18
4.2.1 设计参数的确定 18
4.2.2 强度计算 19
4.2.3 壳体的水压试验 19
4.3 换热器管箱设计及强度校核 20
4.3.1 设计参数的确定 20
4.3.2 强度计算 20
4.3.3 管箱的水压试验 21
4.4 换热器封头设计及校核 22
4.4.1 选择封头种类 22
4.4.2 确定焊缝系数φ 22
4.4.3 初步选择材料 22
4.4.4 强度计算 22
4.4.5 封头的直边高度 23
4.5 开口补强计算 23
4.5.1 物料进出口管补强计算 23
4.5.2 排气、排污管补强 25
4.6 管板计算 25
4.6.1 换热管许用应力 25
4.6.2 面积计算 26
4.6.3 力矩计算 27
4.7 各种可能情况下的应力校核 32
4.7.1 只有壳程设计压力Ps而管程设计压力Pt=0 32
4.7.2 只有管程设计压力Pt而管程设计压力Ps=0 35
第5章 换热器的结构设计 38
5.1 接管的设计 38
5.1.1 接管外伸长度 38
5.1.2 接管的位置 38
5.1.3 接管与筒体、管箱壳体连接的结构型式 39
5.2 管板与换热管 39
5.2.1 管板 39
5.2.2 换热管 40
5.3 其它各部件的结构 40
5.3.1 折流板 40
5.3.2 防冲板 40
5.3.3 拉杆与定距管 41
5.3.4 防短路结构 41
第6章 密封元件及鞍座的选取 43
6.1 接管法兰的选取 43
6.2 鞍座的选择 43
第7章 换热管制造的技术要求 46
结  论 47
参考文献 48
致  谢 49