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1、青 岛 科 技 大 学 本 科 毕 业 设 计 题目： BEM600固定管板式换热器设计 指导教师： 学生姓名： 学号： 班级：装控 104班 一 .固定管板式换热器 1、固定管板式换热器的 结构特点 此种换热器的特点是 管束以焊接或胀接 在两 块 管板 上， 管板分别焊接在外壳的两端 并在其上 连接有 顶盖 ，顶盖和壳体上装有流体进出口接管。 固定管板换热器 性能优点 性能缺点 一 .固定管板式换热器 管子外表面进行检 查和机械清洗，不 适宜处理脏的或有 腐蚀性的介质 结构简单，制造 成本较低。管内 不易积累污垢， 污垢便于清洗。 壳程 管程 介质 水 水 工作压力 0.8MPa 0.8MP
2、a 进出口温度 70/95 130/110 流量 160t/h 1.根据已知参数进行传热计算，并初选设备规格 初选传热系数 K=1200w/( /K) 所需传热面积 S 换热管选用 19 2，正三角形排列。 管内流速 v=1.5 m/s 可计算出所需换热管数 n=332 根。 采用单壳程双管程，管长 L=4.5m 壳体内径 D=600 mm 三 .主要设计过程 固定管板换热器 性能优点 性能缺点 一 .固定管板式换热器 管子外表面进行检 查和机械清洗，不 适宜处理脏的或有 腐蚀性的介质 结构简单，制造 成本较低。管内 不易积累污垢， 污垢便于清洗。 二 .主要设计思路 1.根据已知参 数进行
3、传热 计算 ， 并 初 选设备规格 。 2.压力 降校核 3.传热面积核算 4.强度计算 和结构设计 1.根据已知参数进行传热计算，并初选设备规格 初选传热系数 K=1200w/( /K) 所需传热面积 S 换热管选用 19 2，正三角形排列。 管内流速 v=1.5 m/s 可计算出所需换热管数 n=332 根。 采用单壳程双管程，管长 L=4.5m 壳体内径 D=600 mm 三 .主要设计过程 固定管板式列管换热器 9 三 .主要设计过程 2.压降校核 管程压降 (Pa) 壳程压降 (Pa) 四 、 强度计算和结构设计 管程 筒体计算厚度： 壳程 封头计算厚度： mmPDP ctc 65.
4、188.085.01892 60088.02 名义厚度取 6mm mmP DP c t c 65.1 88.05.085.01892 60088.0 5.02 名义厚度取 6mm 强度 计 算 四、强度计算和结构设计 管板兼做法兰 固定管板式列管换热 器 12 鉴于本设备压力较低，介质为 水，主要采用 Q345R材料。 管板计算厚度 0.75d=14.25mm 结构开槽深度 5mm 分程隔板槽深度 4mm,最后圆整钢 板规格 50mm 管板布管区周边的剪 切应力 壳体法兰应力 壳程圆筒轴向应力 换热管与管板拉脱应力 管子应力 2.管板厚度的计算 许用应力 四、强度计算和结构设计 4.换热管与管
5、板的连接 本换热器设计压力小于 4MPa，且设计温度小于 300 ， 操作中无剧烈的振动，无过大的温度变化及无明显的应力 腐蚀，故管板与换热管可采用 强度胀接 。 四、强度计算和结构设计 5.管板与壳体、管箱的连接方式 固定管板换热器 管板兼做法兰 ，选用 C型。 五、结构部件的选择 1.接管的选择及开孔补强 接管内径为 150mm，进行开孔补强计算，计算知不需要进 行补强。 2.拉杆与定距管 拉杆定距管结构，此结构适用于换热管外径 d19mm的管 束， 4根拉杆。 五、结构部件的选择 3.折流板 设置折流板的主要目的是为了 增加壳程流体的流速 ， 提高壳 程的传热膜系数 ，从而达 到提高总传
6、热系数的目的 。同时， 设置折流板对于卧式换热器的换热管 具有一定得支撑作用 ，当换 热管过长，而管子承受的压应力过大时，在满足换热器壳程允许压降 的情况下，增加折流板的数量，减小折流板间距，对于 焊接换热管 的手里状况和防止流体流动诱发震动有一定的作用 。而且， 设置折流板也 有利于换热管的安装 。 五、结构部件的选择 4.鞍座 鞍座选取 DN600mm、重形、 120度包角、焊制、双筋、 带垫板鞍座，鞍座和垫板材料均选用 Q345R板材。 5.吊耳 （在管箱上设置） 五、结构部件的选择 防冲板 为了防止壳程物料进口处 流体对换热管表 面积的直接冲刷 ，应在壳程进口管处设置防冲 板。 防冲板
7、的固定形式为：用 U型螺栓固定 在换 热管上。 厚度为 6mm。 五、结构部件的选择 6.法兰的选择 容器法兰选用 甲型平焊法兰 公称压力为 1.0MPa。 五、结构部件的选择 接管法兰选用 带颈平焊法兰 公称压力为 1.0MPa。 五、总结 首先根据工业生产的要求 设计符合要求的换热器 ， 工艺计算初选了换热器规格，确定的换热器 壳径 600mm、 管子数 362、公称压力 1.0MPa、管子尺寸为 19 2、管长 4500mm、单壳程双管程；进行了管壳程压降的核算，管程 压降 31.1KPa，壳程压降 45.5KPa，均符合不大于 50KPa的 要求；计算得到的 传热系数 Ko=1291W/m2K ，传热安全系 数为 21.3%，满足工艺要求。 选取 管箱、筒体和封头 的材料均为 Q345R板材 ，确定了 筒体的厚度为 6mm；接管、换热管的材料均选用 Q345R，接 管采用 无缝钢管制造 ；管板材料选用 Q345R锻件，计算所 得名义厚度为 50mm；折流板和分程隔板也选用 Q345R板材 ；折流板厚度为 6mm，分程隔板厚度为 10mm。 固定管板式列管换热器 22 谢谢各位老师！
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