装配总图A0
F70卧式U型管式原油预热器机械设计
摘要
在很多的工业部门换热器是被广泛应用到的工艺设备。在此次设计中主要针对操作的条件和传递介质的特性。这样设备可广泛用于温差较小，壳程的流体又比较干净，不容易产生污垢需要拆卸清洗的场合。
此次进行设计的进程中,按·GB151-1999·《钢制浮头式换热器》对此换热器进行了依次的工艺计算、结构的设计也就是材料的选型和强度的计算设计，最后完成该设计的专题讨论。
在此设计期间的强度计算过程中，按照针对温差而要求的具体数据，所以专门针对膨胀节而进行了特定的计算。此次设计的每层管子均采用正三角形排列的方式进行排列，因为这样的方式可以排更多的管子在同样的管板面积上，同时管的外表面传热系数也更大。但是因为是双管程的结构，所以需要采用矩形排列的方式在分程隔板的两侧。设计的最后经过检测查看此换热器是不是能满足介质换热的需要。
关键词：换热器；U型管式；结构特点；强度计算
ABSTRACT
This design topic is the U type tube mechanical design of crude oil heater, the subject of temperature and pressure in the set, the design to be based on the parameters set in accordancewith, and then refer to the relevant papers and documents, a U-shaped tube oil preheater structure design and technical requirements on computation and state standard design.
According to the requirement of U type tubular crude oil preheater, the steps are set up.. The contents of the design include the choice of heat exchange pipe, baffle plate, tie rod, tube box and so on. Structure design of tube, tube plate, flange and tie rod etc.. Calculate thewall thickness and material strength test, etc.. In the structural design, there are many factors to consider, such as the nature of the material, temperature and pressure required by the scope of the nature of the medium, maintenance difficulty and cleaning requirements, etc.. Finally, according to the national standard, choose the reasonable structure form. At the same time according to the design structure of the CAD software to draw the required U type of crude oil preheater drawings. Technical requirements for drawings.
In the U type tube type crude oil heater design process, the design should be in accordancewith the relevant provisions of the state, such as pressure container tube shell type heat exchanger, etc., in the final design end to meet the provisions of the need. At the same time to consider the structure of the design to meet the requirements of production.
Keywords heat exchanger; U type pipe type; structure characteristic;strength calculation
目录
1绪论1
1.1本设计的选题的目的和意义1
1.2换热器的主要类别1
1.3 U型管式换热器简介1
1.3.1 U型管式换热器的概述2
1.3.2 U型管式换热器的特点2
1.4课题设计的想法和主要说明2
1.4.1设计想法2
1.5.2设计说明2
2 U型管式换热器的主要设计4
2.1制造设备的工艺要求4
2.2计算设备的尺寸大小4
2.2.1结构初选计算4
2.2.2管子数目的计算4
2.2.3壳程直径的计算方法5
2.2.4计算U型管尺寸的大小5
2.3管板和换热管之间的连接方式6
2.3.1强度胀接6
2.3.2强度焊6
2.3.3胀焊并用6
2.4管板与壳体的连接方式6
2.5管板与管箱的连接方式7
2.6双壳程形式结构8
3设备材料选择要求和部分零部件的结构设计9
3.1换热管9
3.1.1换热管的尺寸大小和形式结构9
3.1.2换热管的材料选择9
3.1.3换热管排列及管心距9
3.2折流板结构形式10
3.2.1折流板计算的几何参数10
3.2.2折流板与壳体间隙计算大小10
3.2.3折流板厚度大小10
3.2.4折流板的管孔计算10
3.2.5材料的选取要求10
3.3拉杆与定距管计算11
3.3.1拉杆的连接类型11
3.3.2拉杆直径、数量和尺寸12
3.4防冲板的要求12
3.5进出口的设计要求12
3.5.1接管外伸长度计算12
3.5.2壳程接管位置最小尺寸的计算12
3.5.3管箱接管位置最小尺寸计算13
3.5.4接管在筒体和管箱壳体之间的连接14
3.6管箱的计算14
3.6.2管箱材料所需要的要求15
3.7管板15
3.7.1管板形式15
3.7.2管板厚度和尺寸的最小选择15
3.7.3管板孔的公差和直径公差16
3.7.4管板材料选择16
3.8封头、法兰与垫片的选择16
3.8.1封头16
3.8.2烟道气进、出口处的封头16
4设备强度和检验的设计17
4.1壳体、管箱的壁厚计算17
4.1.1壳体计算17
4.1.2管箱计算18
4.2法兰强度的检验18
4.2.1垫片检验18
4.2.2螺栓检验19
4.2.3法兰检验20
4.2.4法兰设计力矩21
4.3管板厚度的大小21
4.3.1管板计算21
4.3.2尺寸的大小21
4.3.3管板应力计算22
4.3.4操作力力矩的计算23
4.3.5法兰预紧力的计算23
4.3.6径行外力的计算24
4.3.7力矩M和延长部分在管板延长地应力的计算24
4.3.8校核计算25
4.4管子与管板连接拉脱力的校核26
4.4.1换热管轴向应力26
4.4.2管板和换热管之间连接的脱力计算26
4.5开孔增加压强的计算27
4.5.1概述27
4.5.2壳体开孔补强要求27
4.6鞍座设计检验28
4.6.1计算鞍座的支撑反力28
4.6.2筒体的轴向弯矩计算29
4.6.3圆筒向应力的计算29
4.6.4圆筒的切向剪应力的计算31
4.6.5圆筒周向应力的计算31
4.6.6鞍座的应力检验32
4.6.7鞍座的平均应力检验32
4.7压力试验32
4.7.1管程圆筒的计算32
4.7.2壳程圆筒计算33
5设计完成后的后续要求34
5.1简介34
5.2材料验收34
5.3制造管壳式原油预热器34
5.3.1壳体圆筒的制造34
5.3.2管箱制造34
5.3.3管板制造35
5.3.4管孔加工35
5.3.5管束制造与组装35
5.4检验35
5.5安装35
5.6清洗35
5.7检修36
5.8容器的铭牌要求36
结论38
参考文献39
致谢40
定距管A3
封头管箱A2
管板A2
管板法兰A3
管程整体接管A4
换热器壳体A2
壳程整体接管A4
拉杆A3
折流板1A4
折流板2A4
八角垫A3
设计参数
设计目录
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