浮头换热器毕业设计(适用)

活动管板换热器目录摘要2抽象3序言4第一章热交换器概述51.1热交换器的应用51.2热交换器的主要分类61.3管壳式换热器的特殊结构111.4换热管的介绍12第二章过程计算132.1设计条件132.2换热器13传热面积的计算2.3压降的计算182.4换热器21壁温的计算第三章换热器的结构设计和强度计算243.1管壳厚度的测定243.2开孔钢筋的计算263.3液压测试323.4换热管333.5管板设计353.6挡板413.7拉杆和距离管433.8冲击板443.9绝缘443.10法兰和垫圈443.11钩环浮头483.12分割隔板543.13鞍座543.14喷嘴56的最小位置第四章换热器的腐蚀、制造和检验584.1热交换器的腐蚀584.2热交换器的制造和检查58第五章焊接工艺评定625.1外壳焊接工艺625.2热交换管和管板的焊接625.3法兰和气缸63的焊接第六章热交换器的安装、调试和维护646.1安装646.2调试646.3维护65摘要66致谢68参考文献69附录一浮头法兰厚度计算程序70附录二相关文件7481摘要本设计规范是关于PN2.5DN600浮头换热器的设计，主要包括换热器的工艺计算、结构和强度设计。设计的前半部分是工艺计算部分，主要是根据给定的设计条件估算换热面积，从而选择换热器，检查传热系数，计算实际换热面积，最后计算压降和壁温。设计的后半部分是关于结构和强度的设计。它主要是关于设备中各部分的设计(如喷嘴、挡板、定距管、钩环、管箱等)。)根据选定的换热器类型，包括材料的选择、具体尺寸的确定、具体位置的确定、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强的计算等。最后，设计结果可以用6张图片展示。设计规范中对浮头式换热器设计的每个环节都有详细的说明。关键词：管壳式换热器管板浮头盖浮头法兰摘要设计手册是关于PN2.5DN600浮头换热器的，包括换热器的工艺计算，换热器的结构和强度。设计的第一部分是工艺计算过程。主要是工艺计算的过程是根据给定的设计条件来估算换热器的面积，然后选择合适的换热器来校核传热系数，只求实际的传热面积。同时上述过程还包括压降和壁温计算。设计的后半部分是关于设计的结构和强度。这一部分只是对所选换热器类型进行设计的换热器的部件和零件，如前庭、折流板、距离控制管、圆钩、管箱。这部分设计主要包括：选材、确定具体尺寸、确定具体位置、管板厚度计算、浮头种植和浮头法兰厚度计算、开孔补强计算等。最后，最终的设计结果通过六张地图来展示。浮头换热器的各个方面在设计手册中都有详细说明。管壳式换热器、浮头换热器、管板、浮头种植、浮头法兰。前言毕业设计是完成教学计划、实现专业培养目标的重要教学环节。它是教学计划中最全面的实践教学环节。综合运用专业知识，提高学生分析和解决实际问题的能力，培养学生的工作作风、工作态度和问题处理能力，意义重大。本次毕业设计的主题是浮头换热器设计。浮头换热器是长岭炼油厂的典型设备，主要用于原油和油品等的换热。设计的原始数据和数据都来自工厂的运行设备。本次设计的主要内容是换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。其中，工艺计算主要是确定换热器的换热面积、换热器选型、压降计算、壁温计算等。结构和强度设计主要包括：管板厚度的计算、换热管的分布、挡板的选择、浮头盖和浮头法兰的计算、开孔补强的计算以及各部件的材料选择。在设计过程中，我尽量采用更新的国家标准，以满足设计要求，优化结构，降低成本，提高经济效益为重点，努力使产品满足生产的实际需要，满足市场的激烈竞争。同时，为了使设计顺利进行，我在设计之前查阅了许多书籍和英文文献，并做了一定的总结。由于换热器设计属于压力容器设计的范畴，与我所学的课程密切相关，这种设计大大提高了我的设计能力。它不仅使我能够将过去几年所学的专业基础知识和专业理论知识联系起来，而且还培养和提高了我们团队相互合作的工作能力。在换热器的设计过程中，技术分析和产品开发可以为设计者提供广阔的思考和想象空间，也可以激发设计者的创新意识。在设计过程中，我们可以将我们所学的应用到自己的头脑中。这是我选择这个话题的初衷，事实上我已经达到了预期的目的。由于水平有限，在设计过程中必然会有许多疏漏和不合理之处。我敦促所有的老师和学生批评和纠正我。谢谢你！第一章换热器概述工艺设备广泛应用于生产技术领域。它是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门必备的关键设备。换热设备是一种普遍使用的工艺设备。在化工厂，换热设备的投资约占总投资的10% 20%。在炼油厂，它占总投资的35% 40%。1.1热交换器的应用在工业生产中，热交换器的主要功能是将能量从温度较高的流体传递到温度较低的流体。达到工艺流程中规定的指标以满足工艺流程需求的流体温度。此外，换热器也是回收余热、废热，特别是低水平热能的有效装置。例如，高炉煤气余热(约1500)可通过余热锅炉产生压力蒸汽，作为蒸汽供应和供热的辅助能源，从而提高热能的综合利用率，降低燃料消耗，提高工业生产的经济效益。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求越来越高，对换热器的要求也越来越高。换热器的设计、制造、结构改进和传热研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。1.2热交换器的主要分类在工业生产中，由于不同的用途、工作条件和材料特性，出现了不同形式和结构的热交换器。1.2.1热交换器的分类和特性根据不同的传热方式，换热器可分为三种类型：1.直接接触式换热器也称为混合热交换器，它利用冷、热流体的直接接触和混合来交换热量。这种类型的热交换器结构简单，价格便宜，通常制成塔状，但它仅适用于两种流体在技术上允许混合的场合。2.交流换热器在这种类型的热交换器中，实现了热传递蓄热式换热器结构紧凑，价格低廉，单位体积传热面积大，更适合气-气换热。3.壁热交换器这是工业上使用最广泛的热交换器。冷热流体被固体壁面隔开，热量通过该壁面传递。根据传热面的形状和结构特点，可分为：(1)管式换热器：如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等。(2)板式换热器：如板式、螺旋板式、板壳式等。(3)扩展表面换热器：如板翅式、管翅式、强化传热管等。1.2.2管壳式换热器的分类和特性由于设计主题是管壳式换热器中的浮头式换热器的设计，因此介绍了管壳式换热器的主要类型和结构特点。管壳式换热器是目前应用最广泛的换热器类型。它主要由壳体、传热管束、管板、挡板和管箱组成。其具体结构如下图所示。壳体大部分是圆柱形的，并且由多个管组成的管束放置在内部。管子的两端固定在管板上，管子的轴线平行于壳体的轴线。用于热交换的热流体和冷流体，其中一种在管中流动，称为管侧流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为了提高壳程流体的速度以改善传热，在壳内安装了挡板。挡板可以提高壳程流体的速度，并迫使流体按照规定的距离多次穿过管束，从而提高流体的湍流水平。每次流体通过管束时，就被称为管程。每一次通过壳程称为壳程，而图1-2-1显示了最简单的单壳程单管程换热器。为了提高管道中的流体速度，可以在两端的管箱中设置挡板，以将所有管道分成几组。通过这种方式，流体一次仅通过部分管，从而在管束中进行多次循环，这被称为多管通过。同样。为了增加管外的流速，还可以在壳体中安装纵向挡板，以迫使流体多次通过壳体空间，这称为多次壳体通道。多管程和多壳程可以一起使用。这种热交换器的结构并不复杂，成本也不高。可以选择多种结构材料。换热器易于管内清洗，适应性强，处理量大。它也可以在高温高压条件下使用。然而，传热效率、结构的紧凑性和单位传热表面的金属消耗需要提高。由于管内和管外流体的温度不同，热交换器的壳体和管束的温度也不同。如果两种流体之间的温差很大，热交换器中将产生很大的热应力，导致管板弯曲、断裂或脱落。因此，当管束与壳体之间的温差超过50时，应采取适当的补偿措施来消除或降低热应力。根据所采取的补偿措施，管壳式换热器可分为以下主要类型：(1)固定管板换热器：其结构如图1所示。热交换器的管端通过焊接或膨胀固定到两个管板上，而管板通过焊接连接到壳体上。与其他类型的管壳式换热器相比，结构简单，在壳体直径相同的情况下，可以布置更多的管，分离方便，制造成本较低。由于没有弯管部分，所以污垢不容易积聚在管道中，并且即使产生污垢也易于清洁。如果管道泄漏或损坏，堵塞或更换管道也很方便，但不可能对管道的外表面进行机械清洗，而且很难检查，不适合处理脏的或腐蚀性的介质。主要缺点是当壳体和管的壁温或材料的线膨胀系数相差很大时，两者之间会产生很大的温差应力(2)浮头换热器：其结构如图2所示。管子的一端固定在固定管板上，管板夹在壳体法兰和管箱法兰之间，并用螺栓连接；管子的另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹在由螺柱连接的浮头盖和钩环之间，形成可在壳体内自由移动的浮头。因此，当管束和壳体被加热和拉伸时，两者不相互包含，因此不产生温差应力。浮头部分通过浮头管板、钩环和浮头端盖可拆卸地连接，使得管束可以很容易地抽出，从而可以清洁管的内外，便于维护。从以上特点可以看出，浮头式换热器大多用于温度波动和温差较大的场合，虽然与固定管板换热器相比，其结构更复杂，成本更高。(3) U型管换热器：其结构见图3。将一束管子弯曲成曲率半径不同的U形管，并将U形管的两端固定在同一管板上，形成管束，从而省去了管板和管箱。因为管束和壳体是分开的，所以在加热和膨胀时它们不会相互束缚，因此消除了温差应力。其结构简单，成本低廉。管束可以从壳体中拉出。管外清洗方便，但管内清洗困难。因此，最好让不易结垢的材料通过管子。由于弯头的外管壁较薄，管束中部的间隙较大，所以U型管换热器的承压能力差，传热能力差。(4)双管热交换器：通过将一组管插入另一组相应的管中而形成的热交换器，其结构可以在图4中看到。管程流体(B流体)从管箱入口管流入，通过内套管