综述换热器目和用途换热器种类划分传热方式分

综述换热器目和用途换热器种类划分传热方式分第四章、管壳式换热器第二节管壳式换热器的结构型式一、固定管板式1、冷载走壳程热载走管程2、筒体膨胀节管子热胀，推动管板与壳体产生（温度）应力，故加膨胀节消除之。二、浮头式换热器一端管板固定在壳体上一端管板在壳体内自由浮动管板的浮动消除了管束与壳体间的温差应力三、填料函式图4-5示填料函安置在浮头端的接管处滑动图4-6示填料函安置在管板处—滑动管板式管束伸长量受管板厚度制约图4-7浮头也动，受限于管板厚总之，有支承，变浮头式的自由浮动为自由伸长。四、U形管式U形管的两端固定在同一管板上，壳管分开，不存在温差应力作用。缺点：易堵。五、薄管板属于固定管板式可设膨胀节有优点，但研究试验仍在进行中。第三节、管壳式换热器构件一、换热器1、管子直径已有标准（外径×壁厚）2、长径比有长度规格螺旋管能强化传热（加强湍流，减薄滞流层厚度）。二、管板1、管板厚度1）管束接在管板上，对管板有支承作用，同时，管孔又削弱管板。2）管板连在壳体上，有夹持等不同固定形式，产生复杂应力。3）在启动和停车过程中产生极值温差应力。因为受力因素复杂，所以按经验取其厚度。管板延长部分兼作法兰的固定板厚度据PN（管压、壳压取大）。查表4-1得图4-11尺寸。表中设计厚度=计算厚度-侧槽深+腐蚀裕度，并圆整为2的倍数。注意：据换热管直径提出管板最小厚度，见表4-2。管子排列要考虑流体热交换、清洗、机械强度等因素，但无论哪种都不可能兼顾，其优缺点见书。三、板与管的连接1、胀接方法1）管子塑变，管板弹变。2）孔壁开槽3）板硬度应大于管硬度4）应用范围压力低于4Mpa

温度低于350℃2、焊接1）好处：强度高、抗拉脱力强、拆卸方便2）查表4-5得图4-15的焊接尺寸3、胀焊好处：一般先焊后胀，胀焊优点都有。强度胀加密封焊，焊是辅助的；强度焊加贴胀，胀是辅助的。四、板与壳的接合刚性结构是两管板焊在壳体上，有兼作法兰和不作法兰两种。五、管箱与管板连接1、作用：分布热流到各换热管，汇集管流送出换热器。2、形式：无隔板单程设隔板多程流速快六、折流板和支承板1、作用：1）提高壳程流速2）增加湍流程度3）起支承管子作用对冷凝，不用装折流板。（1）弓形折流板圆缺本为25%；上、下排列有利于冷凝液与气体流动；间距大于壳径20%，且大于50mm，但不得大于壳径。（2）圆盘—圆环形折流板靠拉杆和定距管安装。七、防短路结构1、旁路挡板不让流体走旁路，让其走进管束中。2、假管缩小管间距，防止流体走短路。八、防冲与导流1、防冲板不让壳程进液激烈冲击列管。2、扩大管结构起缓冲进液流速作用。3、导流筒不仅起挡板作用，还引导液体在靠近管板处才进入管束区间。第四节、管壳式换热器的强度计算第五章反应釜的设计设计条件：设计压力：釜内0.2Mpa；夹层0.3Mpa

设计温度：釜内≤120℃；夹层≤150℃介质：釜内弱腐蚀性有机溶剂、染料，反应产沫较少，夹层为冷却水、蒸汽；传热面积（夹套）：7㎡搅拌型式：桨式转速50转/分，功率4千瓦；操作容积：2立方米；设备容积：2.5立方米；建议采用材料：Q235-A反应釜的设计设计条件：设计压力：釜内0.2Mpa；夹层0.3Mpa

设计温度：釜内≤120℃；夹层≤150℃介质：釜内弱腐蚀性有机溶剂、染料，反应产沫较少，夹层为冷却水、蒸汽；传热面积（夹套）：7㎡搅拌型式：桨式转速50转/分，功率4千瓦；操作容积：2立方米；设备容积：2.5立方米；建议采用材料：Q235-A接管表DN1蒸汽入口或冷却水出口252加料口253人孔4004温度计管口805备用管口406压料管507压料管管套808放料管409冷却水出入口2510压缩空气管口25一、反应釜釜体设计1、确定筒体和封头型式选择圆柱形筒体和椭圆形封头2、确定筒体和封头的直径V=2.5m3

反应类型为液-固相类型查P196表6-1，考虑到容器不很大，取从工艺上了解到反应泡沫较少，粘度不大，故装料系数取0.8。4、夹套直径选取查P197表6-2，取5、确定夹套高度6、校核传热面积

这样在保证法兰装卸方便的前提下（200mm）可具有最大的传热面积，增加了设备的操作弹性。若夹套传热面积不够工艺要求，只有再加蛇管。7、釜体及夹套受力分析

釜内设计压力0.2Mpa；夹套设计压力0.3Mpa；开始升温时，釜内无压力，夹套内最大工作压力可接近0.3Mpa，故此时内筒承受最大外压0.3Mpa。8、夹套壁厚夹套筒体采用对接双面焊缝，按局部探伤取焊缝系数0.85，腐蚀裕度2mm。9、夹套封头厚度采用标椭封头可直接取筒体厚度6mm。10、釜体壁厚(1)内压工况（2）外压工况11、釜体封头壁厚（1）内压工况上封头可直接取内压工况的壁厚6mm。（2）外压工况下封头可按外压取筒体壁厚10mm。12、水压试验校核（1）确定试验水压注意：夹套试压时，需核算内壁的稳定性，若不够，需在内层充压。（2）内压试验（3）水试稳定性壁厚计算结果：釜体夹套筒体10mm6mm封头10mm6mm连接筒体和封头的设备法兰选择

据设计温度120℃，设计压力0.2Mpa，材料Q235-A，查P120表3-21，应按PN0.6Mpa选择法兰。查表3-20，选标准甲型平焊法兰，标记：法兰PN0.6DN1400GB9115-88。法兰垫片选择：查P117表3-19，选石棉橡胶板。三、支座的选用计算1、支座选用因反应釜需外加保温，故选B型悬挂式支座。2、反应釜总载荷计算（1）釜体和夹套筒体重查附表4，据DN=1400,=10mm1m高筒节重348kg；

DN=1500,=6,1m高筒节重223kg；故=348×1.4+223×1.2=754kg(2)釜体和夹套封头重查附表7，DN=1400,=10,封头重184kg;DN=1500,=6,封头重121kg;故=184×2+121=489kg(3)料液重载按水压试验时充满水计，以夹套尺寸估算：釜体封头直边高40mm夹套封头直边也取40mm查附表5，DN=1500,查附表4，

=[2×0.513+(1.4+0.1)×1.767]×1000=3676kg(4)附件及保温总重人孔重200kg其它重300kg=200+300=500kg按两支座承载计，每个支载2.7T。查表2-23，选支座B3JB1165-81四、人孔选择与补强校核人孔选回转盖人孔标记：人孔AIVPN0.6DN400JB583-79-3五、管法兰六、搅拌轴和传动计算1、轴的强度计算符号及单位看P2022、、轴的刚度计算（P203有各符号的解释）d应同时满足强度及刚度两个条件，取两者大值。考虑到轴上开槽及腐蚀等削弱因素，直径应扩大1.15倍，然后再圆整。取d=80(1.15×63.7=73mm)题外补充：关于轴的临界转速当轴的转速达某一值时，其运动就会由平稳变为不平稳而振动。第一次振动之速度叫第一临界转速；二二；三三。关于轴的支承轴是靠轴承来支承的。轴承就是一种松紧合适的套子。安装规定的稳定条件：（符号看P203图6-22示）