bem600固定管板换热器设计.ppt

青 岛 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计,题目：BEM600固定管板式换热器设计 指导教师： 学生姓名： 学号： 班级：装控104班,一.固定管板式换热器,1、固定管板式换热器的结构特点 此种换热器的特点是管束以焊接或胀接在两块管板上，管板分别焊接在外壳的两端并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体上装有流体进出口接管。,固定管板换热器,性能优点,性能缺点,一.固定管板式换热器,管子外表面进行检查和机械清洗，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质,结构简单，制造成本较低。管内不易积累污垢，污垢便于清洗。,设计参数,1.根据已知参数进行传热计算，并初选设备规格 初选传热系数K=1200w/(/K) 所需传热面积S 换热管选用192，正三角形排列。 管内流速v=1.5 m/s 可计算出所需换热管数n=332 根。 采用单壳程双管程，管长L=4.5m 壳体内径D=600 mm,三.主要设计过程,固定管板换热器,性能优点,性能缺点,一.固定管板式换热器,管子外表面进行检查和机械清洗，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质,结构简单，制造成本较低。管内不易积累污垢，污垢便于清洗。,二.主要设计思路,1.根据已知参数进行传热计算，并初选设备规格。,2.压力降校核,3.传热面积核算,4.强度计算 和结构设计,1.根据已知参数进行传热计算，并初选设备规格 初选传热系数K=1200w/(/K) 所需传热面积S 换热管选用192，正三角形排列。 管内流速v=1.5 m/s 可计算出所需换热管数n=332 根。 采用单壳程双管程，管长L=4.5m 壳体内径D=600 mm,三.主要设计过程,固定管板式列管换热器,9,三.主要设计过程,2.压降校核 管程压降(Pa) 壳程压降(Pa),四、强度计算和结构设计,管程,筒体计算厚度：,壳程,封头计算厚度：,名义厚度取6mm,名义厚度取6mm,强度计 算,四、强度计算和结构设计,管板兼做法兰,固定管板式列管换热器,12,鉴于本设备压力较低，介质为 水，主要采用Q345R材料。 管板计算厚度 0.75d=14.25mm 结构开槽深度5mm 分程隔板槽深度4mm,最后圆整钢 板规格50mm 管板布管区周边的剪 切应力 壳体法兰应力 壳程圆筒轴向应力 换热管与管板拉脱应力 管子应力,2.管板厚度的计算,许用应力,四、强度计算和结构设计,4.换热管与管板的连接 本换热器设计压力小于4MPa，且设计温度小于300，操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀，故管板与换热管可采用强度胀接。,四、强度计算和结构设计,5.管板与壳体、管箱的连接方式 固定管板换热器管板兼做法兰，选用C型。,五、结构部件的选择,1.接管的选择及开孔补强 接管内径为150mm，进行开孔补强计算，计算知不需要进行补强。 2.拉杆与定距管 拉杆定距管结构，此结构适用于换热管外径d19mm的管束，4根拉杆。,五、结构部件的选择,3.折流板 设置折流板的主要目的是为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热膜系数，从而达到提高总传热系数的目的。同时，设置折流板对于卧式换热器的换热管具有一定得支撑作用，当换热管过长，而管子承受的压应力过大时，在满足换热器壳程允许压降的情况下，增加折流板的数量，减小折流板间距，对于焊接换热管的手里状况和防止流体流动诱发震动有一定的作用。而且，设置折流板也有利于换热管的安装。,五、结构部件的选择,4.鞍座 鞍座选取DN600mm、重形、120度包角、焊制、双筋、带垫板鞍座，鞍座和垫板材料均选用Q345R板材。 5.吊耳（在管箱上设置）,五、结构部件的选择,防冲板 为了防止壳程物料进口处流体对换热管表面积的直接冲刷，应在壳程进口管处设置防冲板。 防冲板的固定形式为：用U型螺栓固定在换热管上。 厚度为6mm。,五、结构部件的选择,6.法兰的选择 容器法兰选用甲型平焊法兰 公称压力为1.0MPa。,五、结构部件的选择,接管法兰选用带颈平焊法兰 公称压力为1.0MPa。,五、总结,首先根据工业生产的要求设计符合要求的换热器，工艺计算初选了换热器规格，确定的换热器壳径600mm、管子数362、公称压力1.0MPa、管子尺寸为192、管长4500mm、单壳程双管程；进行了管壳程压降的核算，管程压降31.1KPa，壳程压降45.5KPa，均符合不大于50KPa的要求；计算得到的传热系数Ko=1291W/m2K，传热安全系数为21.3%，满足工艺要求。 选取管箱、筒体和封头的材料均为Q345R板材，确定了筒体的厚度为6mm；接管、换热管的材料均选用Q345R，接管采