湖南化工职业技术学院
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前 言 随着我国国民经济的飞速发展，作为国民经济支柱产业的化工、石油化工等工业也在同步发展。做为一名化工设备维修技术专业的毕业生，“固定管板式换热器”设计是学生在理论学习和生产实践的基础上迈向工程设计的一个转折点。 为了使这次的设计完整、全面、新颖、精湛和实用，我充分利用已有的专业基础知识和实际工作经验，最大限度地发挥自己的潜能，以达到学有所用。 本设计说明书主要有以下两个特点： 一．常用的主要管壳式换热器设计及其所用的标准零部件、材料、力学应力分析、核技进行详细的解法、计算。 二．编入本设计说明书的设计用标准规范计算公式、数据、资料等均为可靠。 在设计过程中，参考了大量的有关数据和资料，也得到了学院领导、老师、同学的大力帮助，在此一并表示感谢！ 由于编者水平有限，设计中难免有不妥之处及错误。敬请各位读者提出宝贵的意见和建议！祝2010届毕业生设计取得成功！
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目 录 一. 设计条件????????????????3 二.摘要??????????????????4 三.计算步骤与内容 1.换热器材料选择及论证???????????? 6 2.换热器筒体设计计算?????????????. 8 3.容器法兰的设计与选择????????????. 11 4.换热器管箱设计???????????????. 13 5.温差应力计算????????????????. 14 6.管板强度计算????????????????. 18 7.折流板计算?????????????????. 19 8.接管法兰选择????????????????. 20 9.开孔补强??????????????????. 22 10.支座设计?????????????????? 23 四.参考文献 五.致谢语
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三．设计条件 1.操作介质 壳程：煤油 ；管程:冷却水 2.操作压力 壳程0.1MPa 管程0.6MPa 3.操作温度（入口/出口）： 壳程30℃/40℃ 管程100/50℃ 4.程数 壳程1 管程1 5.换热管 外径25mm 总长6000mm 6壳程圆筒 内直径1200mm
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二．固定管板换热器设计 设计者：陶亚 （湖南化工职业技术学院装备0912班） ［摘要］ 主要设计的是固定管板换热器，针对换热器中所需要的材料，标准零件,结构尺寸大小，作了详细的分析，从而使换热器达到工艺要求。对材料，标准零件,结构尺寸的要求,主要从四个方面考虑：安全性能要求 （强度、韧性、刚度、耐蚀性、密封性）；工艺性要求（生产效率、能耗）；使用性要求（结构、安装、维修、制造）；经济性要求，并运用AutoCAD制图,绘制出固定管板换热器总装配图。 ［关键词］ 固定换热器 法兰 壳体 管板 换热管 折流板
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三.设计概述 一．换热器的应用： 在不同温度的流体间传递热能装置称为换热器，通常又称热交换器。它是化学、石油化学及石油炼制工业，以及其他一些行业中广泛运用的通用设备。它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中占有重要的地位。 二、换热器的分类： 换热器按工艺功能可分为：加热器、冷却器、再沸器、冷凝器、蒸发器等、按冷热物料间的接触方式，又可分为直接式换热器，蓄热式换热器、间壁式换热器等。间壁式换热器又分为管式换热器和板式换热器。管式换热器中最常见的是固定管板式换热器。 三、管壳式换热器介绍 管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。它包括:固定管板式换热器、U 型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。 1）工作原理：
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