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摘要
本设计是双管程固定管板式换热器，是目前应用较为广泛的换热器。固定管板式换热器的优点是：结构简单、紧凑，能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换；这种换热器使用于壳侧介质清洁且不宜结垢，并能进行清洗管束，壳程两侧温差不大或者温差较大但壳侧压力不高的场合。
本台换热器主要完成的是甲醇蒸汽、水蒸气-水之间的热量交换，设计压力为管程0.6MPa，壳程0.6MPa，工作温度管程进/出口32/42℃，壳程进出口91.86/86.4℃，设计温度管程60℃，壳程150℃，管程介质为0.4MPa的水，壳程介质主要为0.1MPa的甲醇蒸汽（85%）与水蒸气（15%）的混合物，传热面积为158m2，采用Φ25×2.5×4500的无缝钢管换热，则可计算出446根换热管，DN=800mm的圆筒。本台换热器的管板延长兼做法兰，管板与换热管的连接方式为焊接，因管板上的应力较多，且内外温度有一定的差值，因此，对管板强度的校核是一个重点，也是一个难点，本文按照弹性支撑假设对管板进行设计和校核的。
关键词：换热管；固定管板；温差应力
目录
第一章换热器综述1
1.1换热器的概述1
1.2管壳式换热器的分类1
1.2.1固定管板式换热器1
1.2.2浮头式换热器2
1.2.3 U形管换热器2
1.2.4填料函式换热器2
1.3换热器设计方案的原则3
1.3.1满足工艺和操作的要求3
1.3.2满足经济上的要求3
1.3.3保证安全生产3
1.4换热器管结垢及除垢3
1.4.1手工或机械方法4
1.4.2冲洗法4
1.4.3化学除垢4
1.5换热器泄漏后如何进行试漏检查及堵管4
1.5.1试漏检查4
1.5.2堵管4
1.6换热器腐蚀的主要部位及腐蚀原因5
1.6.1换热器腐蚀的主要部位5
1.6.2腐蚀原因如下5
1.7换热器的发展前景5
第二章换热器传热工艺计算7
2.1原始数据7
2.2定性温度及确定其物性参数7
2.3传热量与水流量计算8
2.4有效平均温差计算9
2.5管程换热系数计算10
2.6结构的初步设计11
2.7壳程换热系数计算11
2.8传热系数计算13
2.9管壁温度计算13
2.10管程压力降计算14
2.11壳程压力降计算15
第三章固定管板式换热器结构设计计算17
3.1换热管材料及规格的选择和根数的确定17
3.2布管方式的选择17
3.3筒体内径的确定18
3.4筒体壁厚的确定18
3.5管箱短节壁厚的计算19
3.6筒体水压试验20
3.7封头厚度的确定20
3.8管箱水压试验20
3.9容器法兰的选择21
3.10管板尺寸的确定及强度计算21
3.11是否安装膨胀节的判定33
3.12防冲板尺寸的确定33
3.13折流板尺寸的确定34
3.14各管孔接管及其法兰的选择34
3.15开孔补强计算38
3.16鞍座择及应力校核41
总结44
参考文献45
致谢46
右管板
右管箱
折流板
左管板
左管箱
防冲板
拉杆1
拉杆2
