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换热器毕业设计.doc
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1、换热器毕业设计(免费版) 作者: 日期:16 &nbs
2、p; 个人收集整理 勿做商业用途前言这次设计中的主要内容为浮头式换热器的结构与强度设计,主要包括:管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、浮头盖及浮头法兰的计算、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。在设计过程中,尽量采用较新的国家标准,做到既满足设计要求,又使结构优化,降低成本,以提高经济效益为主,力争使产品符合生产实际需要,适合市场激烈的竞争.第1章 概述第11节 设备的简介换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中,换热设备的投资约占总投资的1020;在炼油厂中,约占总投资的35%40%。换热器
3、是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。其中管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点,在各工业领域中得到了广泛的应用。第12节 设备的基本结构浮头式换热器有BES和AES两种型式,主要有壳体、浮动管箱、管束等部件组成,管箱由封头、管箱法兰、接管、接管法兰等组成,管束由换热管、折流板、拉杆、定距管、管板等组成.浮头换热器的浮头部分结构,按不同的要求可设计成各种形式,除必须考虑管束能在设备内自由移动外,还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便.第13节 设备的分类和设计管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点,在各工业领域中得到最广泛的应用。近年来。尽
4、管受到了其他新型换热器的挑战,但反过来也促成了其自身的发展.在换热器向高参数、大型化发展的今天,管壳式换热器仍占有主导地位.浮头式换热器有以下优缺点: 优点: (1)管束可以抽出,以方便清洗管、壳程; (2)介质间温差不受限制; (3)可在高温、高压下工作,一般温度小于等于450度,压力小于等于6.4兆帕; (4)可用于结垢比较严重的场合; (5)可用于管程易腐蚀场合。 缺点: (1)小浮头易发生内漏; (2)金属材料耗量大,成本高20; (3)结构复杂。第2章 结构设计第21节 材料的选择 2.1。1 换热管规格及材质的选定选用25mm2。0mm无缝钢管,在管程中为有机溶剂,材质
5、为不锈钢(根据GB1511999 表10)。2.1。2 主体材料的选定 所设计的换热器属于常规容器,根据设计要求,主体材料为06Cr19Ni10材料。06Cr19Ni10是高合金钢,具有优良的综合力学性能和制造工艺性能,特别是具有高强度、耐腐蚀等性能,与此同时也会增加成本.2.1.3 法兰 根据JB/T47002000压力容器法兰分类与技术条件表1选择法兰型式为长颈对焊法兰(JB/T4703表一PN=1.0MPa)。再由JB/T47002000表2根据设计温度匹配法兰材料,选择16MnR(JB 4726)。2.1.4 垫片 &n
6、bsp;根据JB/T4700-2000表2匹配设计温度下的长颈对焊法兰,选择石棉橡胶板。2。1。5 螺柱 根据JB/T47002000表3选择螺柱材料为40MnB.2.1。5 螺母 根据JB/T47002000表2匹配螺柱材料,选择40Mn。2。1.6 其它(1) 折流板、支撑板和分程隔板选择Q235-B。(2) 接地板和防冲挡板选用不锈钢0Cr18Ni9Ti。(3) 滑轨、旁路挡板、顶启螺栓、拉杆、螺塞、拉筋、吊耳、防松支耳选择Q235A。(4) 管板材料16Mn。(5) 管法兰根据HG20615-2009钢制管法兰选用20锻钢。(7) 接
7、管选用根据GBT81632008输送流体用无缝钢管20号钢.(8) 鞍座材料:Q235-A。第22节 结构设计2.2.1主要工艺及结构基本参数的计算由GB1511999可知,换热管的中心距S=32mm,分程隔板槽两侧相邻管的中心距为44mm;同时,由于换热管管间需要进行机械清洗,故相邻两管间的净空距离(Sd)不宜小于6mm。(2) 布管 根据壳体直径、换热管中心距S、分程隔板两侧相邻管中心距及排列方式,绘出布管图.当管束分程为6管程时,分程隔板有两种排列方式,如图12所示。由布管图得出,按图1-2布管可布594根管,满足GB151-1999 5.11.3流
8、通面积要求.下图为6管程的分布情况,图1-3为流动方向;图14为前端管箱隔板(介质进口侧);图15为后端管箱隔板(介质出口侧)。 由设计参数(布管)得圆筒内直径布管限定圆为管束最外层换热管中心圆直径,其由下式确定: (21)查GB151-1999表13、14、15可知,b=5,=5, bn=13.5,故b2= bn+1.5=15,则2.2.5 分程隔板查GB 15
9、1-1999表6得DN=1100mm时,高合金钢隔板最小厚度为8mm,由GB151-1999_5.6.6。2可得分程隔板槽碳钢的宽度为12mm。故可取隔板厚度为10mm。隔板上设置有直径为10mm的排净孔.分层隔板槽两侧相邻管中心距2。2.6 管板结构设计2.2.7 折流板和支持板弓形折流板缺口高度h宜取0.200.45Di,在这里去0。3Di=330mm.也就是有效高度是1100330=770mm 查GB 1511999表35得折流板和支持板管孔直径及允许偏差为.2.2.12 拉杆由于此时换热管的外径为25mm,因此选用拉杆定距管结构如图拉杆图27拉杆的直径d拉杆螺
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