36万吨滑油系统浮头式换热器设计（全套CAD图+说明书+开题报告+翻译）

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第0页共78页36万吨滑油系统浮头式换热器设计摘要：换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标以满足工艺过程上的需要。浮头式换热器是应用最广泛的管壳式换热器中的一种.浮头式换热器的两管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮动管板钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力。该设计的浮头式换热器主要参照GB151在给定的设计条件下进行工艺设计然后对筒体、管束、浮头端，进行详细的机械结构设计、计算和校核对于换热器的一些零部件则根据设计参数查找标准。各设计步骤以及设计准则在说明书中都将说明关键字:管板浮头浮动管板钩圈买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第1页共78页ThedesignofFloating-headheatexchangerAbstract:Themainfunctionofheatexchangeristoheatthefluidbythehightemperaturetransferfluidtoalowertemperature,sothatthefluidtemperaturereachesthetargetsettomeettheneedsoftheprocess.Floatingheadheatexchangerisonekindofthemostwidelyusedshellandtubeheatexchangerfloatingheadheatexchangerhastwoplatets,onlyoneplatefixedintheshellandtheotherplatecanmovefreelycomparatetoshell,asthefloatinghead.Floatingheadconsistoffloatingtubesheet,hookringandfloatingheadcover,isremovableconnection,controlcanbeextractedfromtheshell.Controlofthermaldeformationandtheshellarenotbindingandthereforedoesnotproducethermalstress.ThedesignofthefloatingheadheatexchangermajorreferenceGB151,firstmakeprocessdesigninagivendesignconditionsandthenonthecylinder,tube,floatingheadend,adetailedmechanicalstructuraldesign,calculationandcheck.forheatexchangerpartsfindthestandardaccordancewithdesignparameters.Thedesignstepsanddesigncriteriainthebrochurewillexplain.买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第2页共78页Keywords:tubesheetfloatingheadfloatingtubesheethookring买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第3页共78页目录1概述（1）11换热设备在工业中的应用（1）12换热设备的分类（1）13国内外的研究现状（3）14设计方案（3）2浮头换热器工艺设计（5）21设计任务和工艺条件（5）22确定设计方案（5）23确定物性参数（6）24估算换热面积（8）25工艺结构尺寸（9）26换热器核算（13）3浮头换热器机械设计（24）31结构设计（24）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第4页共78页32管箱和圆筒（26）33分程隔板（27）34换热管（28）35接管（28）36浮头管板及钩圈法兰的结构设计（30）37管法兰（32）38布管限定圆（33）39拉杆的直径、数量和尺寸（34）310折流板和支持板（36）311防冲板或导流筒（40）312支座（40）313外头盖侧法兰（42）314管箱法兰和管箱侧壳体法兰（43）315固定端管板（44）316排气和排液管(44)买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第5页共78页317防短路结构(44)318连接(46)4换热器的强度校核（48）41筒体壁厚校核（48）42外头盖短节和封头厚度校核（49）43管箱短节和封头厚度校核（51）44管箱短节开孔补强的校核（51）45壳体接管开孔补强校核（52）4.6固定管板的校核（54）47浮头管板及钩圈校核（56）48无折边球封头计算（58）49浮头法兰计算（58）4参考文献（61）5翻译（62）6结束语（78）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第6页共78页买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第7页共78页买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第8页共78页买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第0页共78页1概述11换热设备在工业中的应用在炼油、化工生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程，这些过程总称为换热过程。传热过程的进行需要一定的设备来完成，这些使传热过程得以实现的设备就称之为换热设备。据统计，在炼油厂中换热设备的投资占全部工艺设备总投资的3540,因为绝大部分的化学反应或传质传热过程都与热量的变化密切相关，如反应过程中：有的要放热、有的要吸热、要维持反应的连续进行，就必须排除多余的热量或补充所需的热量。工艺过程中某些废热或余热也需要加以回收利用，以降低成本。综上所述，换热设备是炼油、化工生产中不可缺少的重要设备。换热设备在动力、原子能、冶金及食品等其他工业部门也有着广泛的应用。12换热设备的分类1.2.1按作用原理或传热方式可分为：（1）直接接触式（2）蓄热式买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第1页共78页（3）间壁式（4）中间载体式换热器直接接触式换热器，如下图所示热流体冷流体热流体冷流体图1.1其传热的效果好，但不能用于发生反应或有影响的流体之间。蓄热式换热器，如下图所示买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第2页共78页冷流体冷流体热流体热流体图1.2其适用于温度较高的场合，但有交叉污染，温度被动大。间壁式换热器，又称表面式换热器利用间壁进行热交换。冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。1.2.2按其工艺用途可分为：冷却器（cooler）、冷凝器（condenser）、加热器（一般不发生相变）（heater）、蒸发器（发生相变）（evaporator）、再沸器（reboiler）、废热锅炉（wasteheatboiler）。1.2.3按材料分类：分为金属材料和非金属材料换热器。13国内外的研究现状买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第3页共78页上个世纪70年代初发生世界性能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备。因此，几十年来，高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题，国内外先后推出了一系列新型高效换热器。近年来，国内已经进行了大量的强化传热技术的研究，但在新型高效换热器的开发方面与国外差距仍然较大，并且新型高效换热器的实际推广和应用仍非常有限。尚需从事换热器专业的技术人员在制造工艺方面加大力度进行研究，使我国换热器技术从各个方面赶上国际水平，也需要各换热设备使用厂家勇于引进和推广新型高效换热器，为我国的节能事业做出贡献。14设计方案本设计为浮头式换热器，属于管壳式换热器的一种。管壳式换热器具有可靠性高、适用性广等优点，在各工业领域中的到最为广泛的应用。近年来受到其他新型换热器的挑战，但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化的今天，管壳式换热器仍占主要地位。该设计参考的前提是常减压装置中的工艺条件，根据装置工艺条件选择具体的流量、温度、压力等参数。浮头式换热器的主要特点是管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管内。管束可以在其买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第4页共78页筒体内自由伸缩，不会产生热应力。但是结构复杂，造价高，制造安装要求高。浮头式换热器是由管箱、筒体、管板、封头、折流板、换热管等零部件组成，根据换热管材料、尺寸、管数、管程压力、管壁温度、管程数以及壳体材料、内径、厚度、壳程压力、温度等条件下确定管板的厚度、折流板的形状、尺寸与数量、折流板的布置情况和确定换热器的结构尺寸。根据已知的工作状况，选定换热器所在的化工工艺过程，从而根据工艺条件，以确定换热器内介质的物性参数；根据工艺结构尺寸结合已知条件，进一步计算换热器结构参数；最后进行换热器核算。2浮头换热器工艺设计21设计任务和工艺条件一、已知设计参数:滑油（己烷）流量50m3/h，进口温度45,出口温度40,冷却水流量54m3/h,进口温度33，管程壳程操作压力为0.45MPa。二、换热器类型浮头式22确定设计方案买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第5页共78页2.2.1选择换热器按要求使用浮头式换热器。2.2.2流程安排如下图所示，由于循环冷却水较易结垢，若流速太慢将会加快污垢增长速度，使换热器的流量下降，所以综合考虑，使水走管程，滑油走壳程，且选择逆流的形式。图2.123确定物性参数2.3.1计算冷却水出口温度热流量=qv=8761.95550(45-40)=428145kJ/h1Qpc1t其中，定压比热容kJkg-1K-11p买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第6页共78页qm质量流量kgh-1流体的密度kgm3假设冷却水出口温度为35管程流体的定性温度为t=（3335）/2=34循环冷却水在35的物性参数：密度=994.3kg/3m定压比热容cp=4.174kJ/(kgK)冷却水的温差=/m=428145/(4.17454994.3)=2()2t1Q2pc故假设基本合理，由管式换热器设计中的总传热系数K的经验值取传热系数K=510W/(K)2.3.2确定定性参数对于一般滑油和水等低粘度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值，故壳程滑油的定性温度为T=（4550）/2=42.5管程流体的定性温度为（即冷却水的温度）买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第7页共78页t=（3340）/236.5根据定性温度分别查取管程和壳程流体的有关物性数据，可知：滑油在42.5下的有关物性数据如下密度876kg/13m定压比热容=1.955kJ/(kgK)1pc热导率=0.144W/(mK)1粘度=0.21pas循环冷却水在34的物性数据：密度994.3kg/23m定压比热容=4.174kJ/(kgK)2pc热导率=0.624W/(mK)2粘度=0.742Pas231024估算换热面积2.4.1热流量=8761.95550(50-45)=428145kJ/h=119kw1Qpcvq1t买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第8页共78页2.4.2平均传热温差先按纯流体计算，由于/t2=(45-35)/(40-33)=10/710000310742.95故假设成立，此时普兰特数=4.96rP624.0171.433代入数值：=0.023(25125=6013W/()ia0.624150.8)0.49污垢热阻和管壁热阻按管壳式热交换器设计手册GB151表F7.1，可取管外侧污垢热阻=0.000176K/WoR管内侧污垢热阻=0.0006K/Wi管壁热阻按式=wRb式中b传热管厚度，m；管壁热导率，mK/Ww碳钢在该条件下的热导率为50W/(mK)，所以0.00004K/WwR0.25买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第16页共78页传热系数K依式K=，则K=iomoiododabRa111560390.517904.176.083=514w/m传热面积裕度依式有1cmQAKt=27.45cA08.5149改换热器的实际传热面积p3.140.0192.25260=34.9pA0TdlN该还热器的面积裕度按式计算有PCAHH=27.14，因面积裕度大于1520，故传热面积45.2793裕度合适，该换热器能够完成生产任务。262壁温的核算因管壁很薄，且管壁热阻很小，故管壁温度可按式买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第17页共78页计算。由于该换热器用循环水冷却，冬季操11()()McmhchTRtat作时，循环水的进口温度将会降低。为确保可靠，取循环冷却水进口温度为15，出口温度39计算传热管壁温。另外，由于传热管内侧污垢热阻较大，会使传热管壁温升高，降低了壳体和传热管的壁温之差。但在操作初期，污垢热阻较小，壳体和传热管间壁温差可能较大。计算中，应按最不利的操作条件考虑，因此，取两侧污垢热阻为零来计算传热管壁温。于是，按式1mchTtat式中热流体的平均温度，mT热流体侧的管壁温度，W冷流体的平均温度，mt冷流体侧的管壁温度，wt热流体侧的表面传热系数，W/(K)ca冷流体侧的表面传热系数，W/(K)h式中液体的平均温度分别按mt买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第18页共78页mt12()t12()T式中热流体进口温度，1T热流体出口温度，2冷流体进口温度，1t冷流体出口温度，2t代入数据得：34mt=42.5T=6013W/(K)cai=83W/(K)h0传热管得平均壁温t=34.16013845.2壳体壁温，可近似取为壳程流体得平均温度即T=42.5壳体壁温和传热管壁温之差为t=42.5-34.1=8.4买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第19页共78页该温差较小，实际上可不用浮头式，按题目要求使用浮头式。263换热器内流体流动阻力的核算管程流体阻力依式()SPNFtirP式中管程总阻力；t单程直管阻力；iP局部阻力；r壳程数；SN管程数P管程结构校正系数，可近似取1.5。SF=1，=4SNP由25125，传热管的相对粗糙度=0.013，查化工原eRd0.215理莫狄图，得：摩擦因素0.04，流体速度iu=1.25m/s，994.3kg/，局部阻力系数=3.0，所以3m=0.04=4660iP2ildu015.239425.1ap买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第20页共78页=2330rP2u25.13940.ap=(4660+2330)()SPNFtir141.5=41944ap此管程阻力在允许范围内。壳程阻力按式计算，由Ns=1，=1.15得：0()sisPFNsF流体流经管束得阻力0(1)TCBpFfN20u由于管束采用正三角形，所以，有：F=0.5，Re=25125f0=0.5Re-0.228=0.233NTC=1.1NT0.5=1.12600.5=17.7=11（即折流板数）,BNT=260（即传热管的总根数）0.54m/s0u买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第21页共78页Po=0.50.23317.7(11+1)=7197254.019Pa流体流过折流板缺口得阻力，2(3.5)iBPND0uB=0.18mD=0.6m=11(3.5-)=9279PaiP6.0182254.09总阻力：9279719716475PasP壳程流体的阻力比较适宜。小结换热器主要结构尺寸和计算结果，见如下表：参数管程壳程流率/（/h）3m5450进出口温度/33/3545/40买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第22页共78页压力/MPa0.50.5定性温度/3442.5密度/(kg/)3m994.3876定压比热容/kj/(kgk)4.1741.955粘度/(pas)0.742*3100.21导热率/W/(mk)0.6240.144普兰特数4.963665形式浮头式台数1壳体内径/mm600壳程数1管径/mm19管子排列/mm管长/mm2250折流板/个11管数目/根260折流板间距180传热面积/34.9材质碳钢管程数4管心距/mm25主要计算结果管程壳程流速/(m/s)1.30.54表面传热系数/W/(K)1546013污垢热阻/(K/W)0.00060.000176阻力/MPa0.0419440.007197热流量/KW119传热温差/K8.42买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第23页共78页传热系数/W/(K)73.7裕度/82.63浮头换热器机械设计31结构设计3.1.1椭圆形封头由于此换热器的设计压力p1.6MPa，使用温度小于350，故封头材料可选用Q235-B，封头的结构形式常采用椭圆形，查JB/T4737-95，椭圆形封头与圆筒厚度相等，且由GB150-1998即下表，取其厚度为8mm，表3.1其结构形式如下图：买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第24页共78页图3.1公称直径DN/mm曲面高度h1/mm直边高度h2/mm碳钢厚度/mm内表面积A/m2容积V/m36001502580.43740.0353表3.2凸形封头:公称直径DN/mm曲面高度h1/mm直边高度h2/mm碳钢厚度/mm内表面积A/m2容积V/m37001752580.5480.0442表3.3买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第25页共78页32管箱和圆筒由于筒体的直径D=600mm，即500mm/2+(b-4)+c=219/2+(30-4)+50=185.5mm1Lhd图3.3管箱接管的最小尺寸：（如下图）/2+c=108/2+105+50=2092LHdfh买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第29页共78页图3.4其中，图中DH补强圈外径dh接管外径C4S，且C30mmS壁厚b管板厚度36浮头管板及钩圈法兰的结构设计3.6.1浮头管板及钩圈法兰尺寸由于换热器内径已确定，故采用标准内径决定浮头管排列外径及结构尺寸。浮头管板外径=-2b=600-23=594mm0Di由GB151表14、15知：浮头管板外径与壳体内径间隙，取=3mm，1b买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第30页共78页垫片宽度，取=12mmnb浮头管板密封面宽度，取=+1.5=13.5mm2bn浮头法兰和钩圈外直径=+80=680mm0fDi浮头法兰和钩圈内直径=-2()600-2(3+12)=570mmfii12b外头盖内径,mm0107()/ibf螺栓中心圆直径,=(594+680)/2=637mm0()/2bfD3.6.2浮头管板及钩圈法兰结构图3.51一外头盖侧法兰，2一外头盖垫片，3一外头盖法兰，4-钩圈买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第31页共78页6一排气口或放液口；7一浮头法兰,8一双头级柱9-螺母，10一封头11-球冠形封头12一分程隔板;13-垫片。14一浮动管板。15-档管,16一换热管37管法兰按标准GB/T9113.1-2000，则有如下图：表3.5滑油进出口自来水进出口管子直径/mm1A219108法兰内径/mmB221110螺栓孔中心圆直径/mmK280170公称直径/mmDN200100螺栓孔直径/mmL2222螺栓孔数量n88法兰外径/mmD340210法兰厚度/mmC2418密封面d254144密封面f22买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第32页共78页螺纹规格M16M16其结构如下图：图3.638布管限定圆3.8.1尺寸表3.6换热器型式/mmiD/mm3b布管限定圆直径/mmLD固定管板式60085843.8.2结构买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第33页共78页图3.739拉杆的直径、数量和尺寸3.9.1拉杆的结构由于换热管的直径为19mm，常采用拉杆定距管结构，如下：图拉杆的尺寸买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第34页共78页图3.9表3.7基本尺寸拉杆螺纹公称直径/mmnd数量拉杆直径d/mm/mmaL/mmb/mm1241215502.03.9.3拉杆孔图拉杆的布置买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第35页共78页拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于3个支承点。3.9.5其他拉杆数量与直径表查取，本换热器壳体内径为600mm，故其拉杆直径为12拉杆。310折流板和支持板3.10.1折流板该换热器采用单弓形折流板，其流动方式和结构形式如下：图3.11买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第36页共78页图3.12弓形折流板圆缺高度为壳体内径得25，则切去得圆缺高度为H=0.25600=150mm折流板间距B，最小的距离为壳体直径的1/31/2，且不应小于50mm，取B=0.3D，则B=0.3600=180mm折流板数：BN=传热管长/折流板间距-1=2250/180-1=11.511块B由壳体的公称直径DN=600mm，选取换热管无支撑跨距300mm，查l换热器设计手册表1-6-26知：折流板或支撑板的最小厚度为4mm，取折流板的厚度为6mm。折流板名义外直径=DN4.5=595.5mm，买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第37页共78页折流板外直径允许偏差08.由于此换热器的壳程为单相洁净流体，折流板缺口应水平上下布置，如下图所示：图3.13折流板圆缺面水平装配数量不得少于4个。3.10.2支撑板一般换热管无支撑跨距小于最大跨距，所以无需设置支撑板，但由于浮头式换热器需设置支持板，此支持板可采用加厚的环板。3.10.3折流板的布置一般因使管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管，其余折流板等距离布置，靠近管板的折流板与管板间的距离如图所示：买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第38页共78页图3.14其尺寸按下式计算21()(4BlLb式中=1()HdcdH接管外径c=4S，S为壁厚所以，C=50mm，无防冲板时，可取防冲板长度=2Bid可算出+c=185.5mm129(364)L所以=(185.5+219/2)-(36-4)=263mml折流板切口尺寸h=0.2600=120mm买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第39页共78页311防冲板或导流筒因为水uA=271.32mm，故，该接管补强的强1A2度足够,不需另设补强圈。4.6固定管板的校核固定管板厚度设计采用BS法。假设管板厚度b=30mm总换热管数量n=260一根管壁金属的截面积为0.785=106.7620()4iad2(195)2m开孔强度消弱系数(4程)=0.5两管板之间换热管有效长度(去掉两管板厚度)L=2158mm计算系数K=21.3iDnabL买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第54页共78页b管板厚度（不包括厚度附加量）D筒体内径则，=22.6K=4.72K302158.76.306.1按管板简支考虑，根据K值查图4-45、图4-46、图4-47可知，系数=3.3，0.68，=3.51G23G筒体内径截面积A=0.7856002=282743mm224iD管板上管孔所占的总截面积C=n/4=2601919/4=73680mm220d系数=AC2874360.74系数=260106.76/()=0.132na28360壳程压力=0.5MPa，管程压力0.5MPasptp当量压差pa=pspt(1+)=0.50.5(1+0.132)=0.66MPa管板最大应力=13.09MPa1()4stirpDGb2)506(3.4管子的最大应力买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第55页共78页=17.35MPa3()1sttapG74.05352.1.0管板采用16Mn锻=150MPar换热管采用20号碳素钢130MPat=13.09MPa1.5=1.5150=225MPamaxr=-17.35MPa1.5=1.5130=195MPaaxt管板计算厚度满足强度要求。考虑管板双面腐蚀取，分程隔板24C槽深取4mm，实际管板厚为38mm。47浮头管板及钩圈校核换热管材料20#，根据GB1501998表43，表F2，表F5可知：设计温度下许用应力130MPat屈服点219MPats弹性模量190800MPatE管板材料16Mn锻件，根据GB1501998表F2，表F5可知：设计温度下的许用应力149.7MPat买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第56页共78页弹性模量202700MPatE许用拉脱力按表1-9-5可知：KN0.5130=65MPa0.5qt浮头式换热器浮头管板的厚度不是由强度决定的，由GB151-1999知：管板厚度taDCP1.5datp管板设计压力，由于不能保证和在任何情况下都同时作用，故sptMAX(,)=0.5MPa；=0.5st所以，=0.009aP150.管板布管区的当量直径=584mmtD根据=式中，L应为换热管的有效长度，但由于管板tKtEnaD厚度尚未计算出，暂时用管子中长来代替进行计算，待管板厚度计算出，再用有效长度核算。L=(管端外伸出长度)2noL4030MPatK58401976.买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第57页共78页=0.039ttpKE2075.43123/tP1132.9/.8.54=1.078/0.75t查图可得到，系数C=0.325，管板计算厚度由得：taDCP=17.9mm09.58432.0又由于管板名义厚度不应小于下列三部分之和,即=MAX(,)+nmin12(,)(,)stMAXChh壳程腐蚀裕量=2mms管程腐蚀裕量=2mmtC壳程侧隔板槽深=0mm1h管程侧隔板槽深=4mm2所以，=17.9+4+2=23.9mm，圆整后，取=28mmnn钩圈采用B形，材料与浮头管板相同，设计厚度按浮头厚度加16mm，即=38+16=44mm。48无折边球封头计算买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第58页共78页浮头盖上无折边球形封头的计算，按内压球壳计算,.选用16Mn锻,在设计条件下其=150，查表GB151-98表46知，封头t=500mm，按式计算得：iR56tipR=3.26mmti85.0164由于双面腐蚀，取=3mm，设计厚度取8mm。2C49浮头法兰计算根据GB151-1999，计算方式符号如下图设计条件计算压力0.5cpMP设计温度t=42.5材料16Mn锻许用应力t=150MP法兰设f=85mm,mm20l材料40Cr螺栓许用应力t=685MPa垫片及螺栓计算垫片材料碳钢-石棉缠绕密封b=10mmy=25.0mmM=2.5MPa买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第59页共78页螺栓直径23螺栓数量16Fp=6.28DGbmpc=6.28584102.50.5=45.84KNF=0.785DG2pc=0.78558420.5=133.86KNWa=3.14DGyb=3.145842510=458.44KNF+Fp=402.4KN=0.5arcsinfiDR10.5*7arcsin286操作情况下法兰受力力臂mm力矩Nmm20.785307.DBcFpKN33.51()2DbfiL8907.6DMFL36.5KNGP=27.5GG=1003.75G-41.67KNTD=30.5()TD=-1257T=266KNrF1ctg=20.662cosfrLl=5495rrFL操作状态下法兰总力矩=3131NmPDGTrMM操作状态0ffitfiJ2048()cfiififpRLDt【】操作状态2fpPJL的值不应小于两倍球封头厚度取值为58fpfp买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第60页共78页图4.1买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第61页共78页4参考文献1郑津洋、董其伍、桑芝富主编过程设备设计2GB150-1998.钢制压力容器3GB151-1999.管壳式压力容器4朱聘冠.换热器原理及计算.清华大学出版社,19875钱颂文.换热器设计手册.化学工业出版社,20026石油和化学工业设备设计手册-标准零部件.全国化工设备设计技术中心站,20037匡国柱史启才主编.化工单元过程及设备课程设计.化学工业出版社,20028秦叔经叶文邦主编.化工设备设计全书-换热器.化学工业出版社,20039贺匡国主编.化工容器及设备简明设计手册.第二版,化学工业出版社,200210祁存谦、丁楠、吕树申编化工原理11阮黎祥、曹文辉、林杰编纂.标准零部件.全国化工设备设计技术中心站，2003买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第62页共78页5翻译5.1英文原文Shell-and-tubeandplateheatexchangerwaterComparativeAnalysisAbstract:Throughtheclosedcyclecoolingwatersysteminthewaterwaterheatinterchangershaping,indetailelaboratedtheshelltypeandthedischeatinterchangerstructureperformancetechnologyeconomycompares,providesthereferenceforthewaterandwaterheatinterchangershaping.Keyword:HeatinterchangerperformancecomparisonFromthedomesticpowerplantshavebeenbuilt,forclosed-cyclecoolingwatersystemofwaterheatexchangertwocategories.isashellandtubetypeheatexchangers,andtheotheristheplateheatexchanger.Shellheatexchangerisusedintheformofheatexchangerintheplantdesignhasbeenwidelyused,Insomedomesticunitsoftheplantimports,thegas-steamcombinedcyclepowerplantsandnuclearpowerplantsaremoreusedplateheatexchanger.Plateheatexchangerasacompact,lightweight,买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第63页共78页highheattransferefficiency,andthepeopleareinterestedingrowing.Thispapershell-and-tubeheatexchangerplateandtwokindsofstyles,andmakeselectionsuggestions1.Aplateandshellheatexchangerstructurebrief(1)ShelltypeheatinterchangerShell-and-tubeheatexchangeristheformerMarineRoom,probation,cylinder,thewaterroomandsoon.Controltheuseofpumped-Bundle,whichconsistsofaroundtubesheet,Baffled,thestick,distancecontrol,Tubecomponents.Stickwiththemanagementboard,demolitionoftheplatesusingscrewconnectiontubeandtubesheetadoptedinflationacceleratingsealedwelding.Intheshellsideentrancetothecontrolofwateronboard-equippedtopreventthecoolingwaterwashedTube.Inordertoreducetheloadortotakecontrolofthecylinderfriction,withthecontrolontheslide.Roomforcleaninguptherubbish,sedimentandtheblockageofthetubesinthewateraroundtheroomontheCoverofaninspectionhole.Tomonitorwaterheatexchangerperformance,inthecoolingwaterside(exceptsaltwaterside)andthecoolingwaterside(of买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第64页共78页seawater)fortheimportandexportareequippedwithatemperatureandpressuremeasurement,Thereisalsosupposedtoexhaustandinterfaces.(2)Plateheatexchangerplateheatexchangerconsistsofasetofparallelcorrugatedsheetmetalcomponents,Platesinthefourcornerhaveaccesshole,Clampingplatewasinconnectionwithanaspectofthefixedplatecompactorandactivitiesintheframeworkofplateandclampingboltsusedtobeclamping.Connectingwiththeboardofthechannelporeright,andwithtwoheatexchangeliquidexternalpipingconnectedHeatplatecompactorandactivitiesflagatthetopplatebearingbeamsbelowitfromthebottomofthebeamsattheposition.Plateheatitselfisaspecificshapesurroundedbysolid-tightgasketsealtopreventexternalleakage.andthetwoheatexchangeliquidformbyalternatingcurrenttoflowthroughanotherpairofplateheattransferbetweenthechannel.Platesofcorrugatednotonlyimprovesthefluidturbulence,andcreatingmanypointsofcontacttowithstandnormaloperatingpressure.Fluidflow,physicalproperties,thepressureand买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第65页共78页temperaturedifferentialdecisionoftheplatenumberandsize.2HeatinterchangersdesignconditionsHeatexchangerdesignoftheplantfromthestarttomeetthegreatestcontributiontothevariousloadoperatingconditionstotakedollars,andleaveenoughmargintoensureheatexchangerinthemaximumloadandmaximuminlettemperatureandthelargestFouling,intherepaircycle,itwastobegiventhetaskofcooling.Domesticimported300MWcoal-firedunitsasanexample.Coolingequipmentrequirementsofthecoolingwaterinlettemperatureislessthan37.5C,fromthecoolingequipmentwasheatingupoverthecoolingwatertemperatureisabout42.83Shellstypesanddischeatinterchangercomparison3.1FlowstheheattransferdesigncomparisonShell-and-tubeheatexchangertubeheatexchangerisanessentialcomponent,Ittubeinafluidflowingthroughthetubeandanotherprovidingheattransferfluidbetweenthesurface.Accordingtoboththefluidnatureofpipe买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985第66页共78页materials,willbecorrosive,low-qualitywateronthewaterpipeflowInadditiontobetterwaterqualitybrineontheshellsideofthetubes,suchtubesonlyusedseawatercorrosion-resistanttitaniumtube.Meanwhilemoreconvenientcleaningdirtdiameterfromthepointofviewofheattransferfluiddynamic