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设计名称
流量为110t/hU形管换热器的设计【过程装备与控制工程类】【说明书+CAD】
设计编号
JX6335
设计软件
AutoCAD,Word
包含内容
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说明字数
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图纸数量
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推荐指数
较高
价格
价格优惠中
整理日期
2018-04-02
整理人
admin
设计简介
摘要
 
换热器又被叫热量交换器,是一种把热流体的热量传递给冷流体的 设备,并且实现化工生产过程中热量的交换和传递不可缺少的设备,在 工厂中具有重要的意义。管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点, 在各工业领域中得到最为广泛的应用。U      型管式换热器就是管壳式换热 器的一种,属石油化工设备,由管箱、壳体及管束等主要部件组成,因 其换热管成 U  形而得名。折流板顾名思义是用来改变流体流向的板,常 用于管壳式换热器设计壳程介质流道,根据介质性质和流量以及换热器 大小确定折流板的多少。管板,就是在圆形钢板上钻出比管子外径一样 略大一些的孔,是换热器中起到固定管子以及密封介质作用的圆钢。固 定管板换热器中常用的是 U  型膨胀节,它具有结构紧凑简单,补偿性好, 价格便宜等优点。
已知条件为:设计压力为管程 2.0MPa,壳程 1.9MPa,工作温度管程 90℃,壳程 180℃,设计温度管程 100℃,壳程 200℃,管程介质为水, 壳程介质为高温油。依据给定条件,查 GB151—1999 书第 138 页,通过 试算法获得总传热系数,所得传热面积为  73m2。考虑到介质特性、其他 因素,采用Φ25×2.5 的不锈钢的无缝钢管作换热管,本设计采用 240 根换 热 管 可 满 足 换 热 量 。 设 定 拉 杆 数 量 为 12 , 计 算 得 到 筒 体 直 径 为 DN=700mm。完成了压降计算、管壁温度、传热系数计算等。强度设计 中,依据 GB150 进行筒体、封头强度设计及校核,依据流量进行入口接 管、出口接管等管口直径的选择,依据等面积补强法进行开口补强计算。 本设计选择管板延长兼做法兰,依据 GB151 中的弹性支撑假设对管板进 行设计和校核,管板与换热管的连接方式为焊接,拉杆与管板为螺纹连 接结构。同时,进行了卧式容器鞍座校核。

我设计的 U 型管换热器每根换热管皆弯成 U 形,两端分别固定在同 一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完 全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。

关键字: 换热器; U 形管 ; 折流板 ;管板

Abstract

 
For heat exchanger was called heat exchanger is a kind of the thermal fluid heat transfer to the cold fluid equipment, and the realization of chemical production in the process of heat exchange and transmission of essential equipment, in the factory has important significance. Shell and tube heat exchanger has the advantages of high reliability and wide adaptability, and is widely used in various industrial fields. U type tube heat exchanger is a shell and tube heat exchanger, is a petrochemical equipment, from the tube box, shell and tube bundles and other major components, because of its heat transfer tube into a U shaped and named. Baffle plate as the name suggests is used to change the flow direction of the plate, commonly used in shell and tube heat exchanger design shell medium flow channel, according  to  the nature of the medium and flow and the size of the heat exchanger to determine the number of baffles. Tube plate, is in the circular plate drilled than the pipe diameter as slightly larger hole is change in the heat exchanger to pipe fixing and sealing the role of the media bar. Fixed tube sheet for heat exchanger in common is U-type expansion joint, which has simple and compact structure, good compensatory and cheap price advantage.
For heat exchanger was called heat exchanger is a fluid heat transfer heat to the cold fluid equipment and known conditions: design pressure 2.0MPa pipes, shell 1.9mpa, working temperature tube process 90 DEG C, shell of 180 DEG C, design temperature tube process at a temperature of 100 DEG C, shell side 200 DEG C, monitor medium for water, shell side medium for high temperature oil. According to the given conditions, the GB151 - 1999 book 138th pages, the total heat transfer coefficient was obtained by trial calculation method, the heat transfer area was 73m2. Considering the medium characteristics and other factors, the phi 25 x 2.5 stainless steel seamless steel

tube as heat transfer tube and the design the 240 tube can meet the heat transfer. The number of the set rod is 12, and the diameter of the cylinder is DN=1000mm. The calculation of the pressure drop, the wall temperature and heat transfer coefficient were completed. In the strength design and GB150 basis for cylinder head design and strength check, according to the flow of inlet takeover, outlet nozzle and orifice diameter selection, on the basis of the area fill method to an opening reinforcement calculation. The design selection of pipe plate to extend and do the flange, based on the elastic support GB151 assumption on the tube plate design and check, tube plate and heat exchanger tube connection for welding, tie rod and tube plate  for  the  threaded connection structure. At the same time, the horizontal vessel saddle check.
I designed the U type tube heat exchanger each tube is bent into a U shape, both ends were fixed in the same tube plate up and down two areas, with the tube box of the partition into the import and export room two. The heat exchanger completely eliminates the thermal stress, simple structure than the float, but the tube is not easy to clean.
 
Key words:     Heat exchanger ; Baffle plate ; Flange ;Tube-sheet

2.8 管壁温度计算 19
2.9 管程压降计算 20
第三章 U 型换热器结构设计计算 21
3.1  换热管材料及规格的选择和根数确定 21
3.2  管子的排列方式 21
3.3  确定筒体直径 21
3.4  筒体壁厚的确定 22
3.5 筒体水压试验 23
3.6 管程标准椭圆形封头厚度的计算 23
3.7  容器法兰的选择 24
3.7.1  设备法兰的选择 24

3.7.2 接管法兰的选择 25

3.8  管板的设计 26
3.9 管箱短节壁厚的计算 27
3.10  拉杆和定距管的确定 28
3.11 折流板的选择 29
3.11.1 选型 29
3.11.2 折流板尺寸 29
3.11.3  换热管无支撑跨距或折流板间距 29
3.11.4  折流板厚度 29
3.11.5 折流板直径 29
3.12  接管及开孔补强 30
3.13  分程隔板厚度选取 32
3.14  支座的选择及应力校核 32
3.14.1 支座的选择 32

3.14.2 鞍座的应力校核 33
第四章结论 37
参考文献 38
致谢 40


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