2011级工程实验班-设备设计说明书
持板。弓形、圆盘-圆环形是折流板和支持板常用的两种形式。弓形折流板可分为单、双、三，三种弓形结构。弓形折流板缺口高度取0.20到0.45倍的圆筒内径。折流板缺切在管排中心线以下，或切与两排管孔的小桥之间。对于壳程介质为气态的浮头式换热器，折流板缺口垂直左右布置，折流板最低出开通液口。浮头式换热器的浮头端宜设置环板支持板，支持板的名义外直径和折流板一样，厚度和折流板一样或者比折流板厚。
本设计中的换热器，采用单弓形折流板。折流板的最小厚度，根据GB151-1999，表34的规定，得出δ=6mm；又根据GB151-1999，表44得折流板的名义直径为DN-4.5，即为795.5mm。折流板之间的间距取L=170mm，管束两端的折流板靠近壳程进、出接管。支持板的厚度在折流板的厚度基础上加大一些，取折流板的厚度δ=10mm。
图2.8 折流板切口位置
二．拉杆、定距管
拉杆与定距管的作用是固定折流板与折流板之间的距离,减少无支承长度，减少管板厚度。常用的拉杆形式有拉杆与定距管结构，拉杆与折流板电焊结构。换热管外径大于或者等于19mm时，采用拉杆与定距管结构，小于或者等于14mm时，采用拉杆与折流板电焊结构。拉杆设置在布管区的换热管边缘、设置防冲板边缘以及折流板缺口处。
根据所设计换热器的公称内径DN=800mm，换热管规格Φ25×2mm，查GB151-1999 表43得拉杆直径dn?16mm。根据换热器的公称直径DN=800mm，拉杆直径dn?16mm查GB151-1999 表44，得拉杆的数量至少应为6根，根据需要将拉杆数增加至8根。查GB151-1999，表45可到拉杆的具体尺寸La?20mm，Lb?60mm，b=2.0mm。
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图2.9拉杆定距管结构图
图2.10 拉杆结构图 三．防冲板
防冲板设计的位置、边长、厚度、固定形式，要符合GB151-1999，5.7.4节的要求。本设计的防冲板，焊在两侧的定距管上。 四．滑道
冷凝器设置滑道的目的是为了方便维修或者清洗时将管束从壳体的抽出，此外滑道具有旁路挡板的作用。常见的滑道结构有滑板、滚轮、滑条。滑板的结构简单，制造加工方便，成本低，而且安装也容易。滑板与管束为一体，它焊接在折流板和支持板的槽内，径向高出折流板0.5mm到1mm。
图2.10(a) 滑板布置位置和结构图
图2.10(b) 滑板布置位置和结构图
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2.2.3 外头盖端结构
图2.11 钩圈浮头图
一．钩圈和浮动管板
浮头式换热器的钩圈形式有A型和B型两种。A型钩圈厚度是按照活套法兰公式计算，钩圈底部距浮动管板较远，双头螺柱长，刚性差，壳程介质流动的死区大。B型钩圈厚度是根据浮头管板的厚度加经验值（经验值一般取16mm）确定。较A型钩圈B型钩圈厚度薄，死区少，但加工要求高。为了便于拆装，钩圈采用对开的结构形式。基于上述分析，选用B型钩圈。浮动管板的厚度取与固定管板的厚度一样，其密封面宽度取4mm，与钩圈配合的部位见下图。根据GB151-1999，5.14.1节确定钩圈的外径和内径。
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图2.12 B形钩圈与浮动管板配合尺寸 二．浮头盖及外头盖
因为球冠形浮头的结构简单易压制，占据空间少，用材少，最关键的是与浮头法兰的焊接方便，所以浮头盖采用球冠形浮头。外头盖采用标准椭圆形封头，椭圆形浮头应力分布均匀，容易加工成型。 三．浮头法兰
根据GB151-1999，5.14.1节确定浮头法兰的外径和内径，具体见计算部分，厚度则要经过计算确定。
2.2.4 容器法兰和管法兰
法兰优先选取标准法兰，在标准里选不到满足条件的法兰时再进行设计计算。我国的标准压力容器用法兰有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰﹑长颈对焊法兰这三种。根据公称直径、设计压力、设计温度、工作介质特性、法兰的材料，查标准NB/T47020~47027-2012《压力容器用法兰、垫片、紧固件》来选用法兰。处于安全性的考虑，管箱法兰、外头盖法兰选用长颈对焊法兰；由于壳程介质具有腐蚀性，因此选用壳程法兰若选用长颈对焊法兰则必有不锈钢衬筒，而衬筒会影响管束的抽出，因此壳程法兰选用甲型平焊法兰。在NB/T47020~47027-2012《压力容器用法兰、垫片、紧固件》标准里，还给出了与法兰相应垫片、螺栓形式。
根据设计任务书，给的管法兰，采用的是欧洲标准体系，即HG/T20592-2009，选用的是带颈对焊法兰（WN）和带颈平焊法兰（SO），突面密封（RF）。根据HG20592-2009表8.2.4，由PN=16，DN查得各接管的参数如下：
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表2-1 带颈对焊接管法兰参数（单位：mm） 公称尺钢管 外连接尺寸 外径 中心圆孔直孔数 D 直径 K 径 L 14 22 量 n 4 8 Th M12 M20 法兰法兰法兰法兰法兰 C 18 22 端 N B H kg 1.0 7.5 法兰螺栓孔螺栓螺栓螺 栓 厚度 颈大内径 高度 质量 寸 径 DN A 20 25 105 75 45 26 26 195 161 44 150 159 285 240
表2-2 带颈平焊接管法兰参数（单位：mm） 公称尺钢连接尺寸 法兰法兰法兰法兰法兰 C 20 24 端 N B H kg 4.5 10.0 管 法兰螺栓孔螺栓螺栓螺 栓 厚度 颈大内径 高度 质量 外外径 中心圆孔直孔数 直径 K 180 295 径 L 18 22 量 n 8 12 Th M16 M20 D 寸 径 DN A 100 10220 200 21340
140 110 40 246 222 44 查HG20615-2009表3.2.5-1，得到突面法兰的尺寸
表2-3 突面法兰密封尺寸（单位：mm） 公称直径ＤＮ 20 100 150 200
公称压力ＰＮ 16 16 16 16 凸台外径ｄ 58 158 212 269 凸台高度f1 2 2 2 2 15