200号油换热器设计_毕业设计(编辑修改稿)

200号油换热器设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

算管板厚度为 40mm 进行试算，待管板厚度算出再用有效长度核算。 0 2 2 ( )nLL     管 端 伸 出 长 度 518 30 .8 0. 02 20. 4 2. 11 10tK  ； 13  当中的 cr 的计算如下： 52 2 2 . 0 1 03 . 1 4 1 2 6 . 8 8245tr tsEC       2 2 2 20 . 2 5 ( 2 ) 0 . 2 5 2 5 ( 2 5 2 2 . 5 ) 8 . 0ti d d          查 GB1511999 可知 2 600cr bll，则 6 0 0 8 7 5cr rl i C  ，同时由于前面换热管的材料选为 Q345 钢，故   130tt MPa ，   2 4 5 7 5( 1 ) ( 1 )2 2 2 2 1 2 6 . 8 88 2 . 2 8 6ts c rcr rtliCM p a M P a        由于此时不能保证 sp 与 tp 在任何时候都同时作用，则取 Mpa ；故淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 10 页 共 34 页 130aP  ，故 12  ；根据 11 23 aKP = 和 1   查 GB151图可知 , ，则管板计算厚度为： 0 .5 5 3 8 4 .5 9 0 .0 1 3 2 4 .1 1taCD P m m      ； 管板的名义厚度应不小于下列三部分之和，即    m i n 1 2( , ) ( , ) ( , )( 2 4 . 1 1 , 2 5 ) ( 2 , 0 ) ( 2 , 4 )n s tM A X M A X C h M A X C hM A X M A X M A X      圆 整圆 整= 2 5 + 2 + 4 圆 整 =32mm 式中 Cs和 Ct分别是指壳程、管程的腐蚀裕量；而 h1是指壳程侧管板结构槽深，为 0； h2 是指管程隔板槽深，为 4mm。 此时应根据得到的管板名义厚度，重复以上步骤，使得管子有效长度对应于管板厚度。 0 2 2 ( .5 m m )6 0 0 0 2 3 2 2 1 .5 5 9 3 3nLL mm        管 端 伸 出 长 度 . 由 G B 1 5 1 1 9 9 9 查 的 取 1 52 . 0 1 0 2 0 8 4 1 . . 7 5 1 8 2 6 . 85 9 3 3 3 8 4 . 5 9tK M P a 1 10tK  故 11 23 aKP =，查图可知  ，  ，则 0 .5 7 3 8 4 .5 9 0 .0 1 3 2 4 .9 9taCD P m m      ，  2 5 2 4 3 2n mm    圆 整。 换热管的轴向应力 换热管的轴向应力在一般情况下，应按下列三种工况分别计算： ①壳程设计压力 MPa ，管程设计压力 0tp ： (1 ) 1 . 3c s t sp p p p M P a     1 ()1 116 107 .26 4( 5 ) 58 582 13. 514tt c s t welAp p p GAM P a      明显地，  t cr ； ②管程设计压力 Mpa ，壳程设计压力 0sp ： ( 1 ) 0 1 . 3 ( 1 0 . 3 5 8 ) 1 . 7 6 2 5c s tp p p M P a         淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 11 页 共 34 页 1 ()1 ( ) tt c s t w elAp p p GAM Pa      ； 明显地，   130tt t MPa ③壳程设计压力 sp 与管程设计压力 tp 同时作用： ( 1 ) 1 . 3 1 . 3 ( 1 0 . 3 5 8 ) 0 . 4 6 5 4c s tp p p M P a         1()1 ( )tt c s t w elAp p p GAM Pa     明显地，  t cr。 由以上三种情况可知，换热管的轴向应力符合要求 换热管与管板连接拉脱力 27 25 aq M P adl    式中， 13 1 .5 2 3 .5l l l m m     其中： 1l —— 换热管最小伸出长度，查 GB1511999 可知 1 mm 3l —— 最小坡口深度， 3 2l mm 许用拉脱力    0 .5 0 .5 1 3 0 6 5ttq M p a    明显地， qq。 管板重量计算 管板有固定管板以及活动管板，两者的重量计算分别如下所示： 固定管板重量计算  2 2 91 5 6 2 5 3 2 5 5 4 3 2 3 2 7 8 5 0 1 045 9 .3 6Qkg           活动管板重量计算 ：  2 2 92 4 6 5 3 2 4 9 4 3 2 3 2 7 8 5 0 1 044 9 . 7 0Qkg           折流板 淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 12 页 共 34 页 设置折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使管程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大壳程流体的传热系数，同时减少结构，而且在卧式换热器中还起支撑管束的作用。 常见的折流板形式为弓形和圆盘 — 圆环形两种，其中弓形折流板有单弓形，双弓形和三弓形三种，但是工程上使用较多的是单弓形折流板。 在浮头式换热器中，其浮头端宜设置加厚环板的支持板。 折流板的型式和尺寸 此时选用两端选用环形折流板， 中间选用单弓形折流板，上下方向排列，这样可造成液体的剧烈扰动，增大传热膜系数。 为方便选材，可选折流板的材料选为 Q345R，查 GB151 可知，弓形缺口高度为 150mm，折流板间距为 150mm，数量为 33块，查 GB1511999 可知折流板的最小厚度为 5mm，故此时可选其厚度为 6mm。 同时查 GB1511999 可知折流板名义外直径为 4 .5 5 0 0 4 .5 4 9 5 .5D N m m   。 折流板排列 该台换热器折流板排列示意图如下所示： 图 22折流板排列示意图 折流板的布置 一般应使管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口管，其余折流板按等距离布置。 靠近管板的折流板与管板间的距离： 440l mm ；两相邻折流板的间距取 150mm。 折流板重量计算 符号说明如下： Q —— 折流板质量， kg； aD —— 折流板外圆直径，； fA —— 折流板切去部分的弓形面积， 2faA DC， 2mm ， C —— 系数，由 /aahD查表求取； ah —— 折流板切去部分的弓形高度， mm； 1d —— 管孔直径， mm； 淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 13 页 共 34 页 2d —— 拉杆孔直径， mm； 1n —— 管孔数量； 2n —— 拉杆孔数量；  —— 折流板厚度， mm。 计算过程如下： 150/ 0 .3 0 24 9 6 .5aahD ，查得  2 2 24 9 6 . 5 0 . 2 0 0 0 0 4 9 3 0 2 . 4 5faA D C m m    2 2 21 1 2 22 2 2( ) ( )4 4 4 ( ) ( 25 118 16 4)4 4 46 7850afQ gD A gd gn gd gnkg                拉杆与定距管 拉杆的结构形式 常用拉杆的形式有两种： 拉杆定距管结构，适用于换热管 外径大于或等于 19mm 的管束， 2 alL （ aL 按GB1511999 表 45规定）； 拉杆与折流板点焊结构，适用于换热管外径小于或等于 14mm 的管束， 1ld ； 当管板比较薄时，也可采用其他的连接结构。 由于此时换热管的外径为 25mm，因此选用拉杆定距管结构。 拉杆的直径、数量及布置 拉杆的形式见图 23 图 23拉杆详图 其具体尺寸如表 24 所示 表 24 拉杆的参数 淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 14 页 共 34 页 拉杆的直径 d 拉杆螺纹公称直径 dn Ｌ a Ｌ b b 拉杆的数量 16 16 20 ≥ 60 2 4 其中拉杆的长度 L 按需要确定。 拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。 若对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于 3个支承点。 对于本台换热器拉杆的布置可参照零件图。 定距管 定距管的规格同换热管，其长度同实际需要确定。 本台换热器定距管的布置可以参照部件图。 防冲板 当管程采用轴向人口接管或换热器管内流体速度超过 3m/s 时，应设置 防冲板，以减小流体的不均匀分布和换热管端的冲蚀。 由于以知条件中没给出流速，为安全起见，设置防冲板，材料为 Q235A，查 GB151 可知，防冲板厚度碳钢最小为 ，则在本设计中取 6mm. 保温层 根据设计温度选保温层材料为岩棉。 保温层厚度为 60mm。 法兰与垫片 换热器中的法兰包括管箱法兰、壳体法兰、外头盖法兰、外头盖侧法兰、浮头盖法兰以及接管法兰，另浮头盖法兰将在下节进行计算，在此不作讨论。 垫片则包括了管箱垫片和外头盖垫片。 固定端的壳体法兰、管箱法兰与管箱垫片 （ 1） 查 JB470392 压力容器法兰可选固定端的壳体法兰和管箱法兰为长颈对焊法兰，凹面密封面，材料为锻件 16MnⅡ，其具体尺寸见相关标准。 （ 2）此时查 JB470692 压力容器法兰，根据设计温度可选择垫片型式为缠绕式垫片，材料为 0Cr19Ni9，其标志为： 外头盖侧法兰、外头盖法兰与外头盖垫片、浮头垫片 （ 1）外头盖法兰的型式与尺寸、材料均同上壳体法兰，凹密封面，查JB47002020 压力容器法兰可知其具体尺寸如下所示：（单位为 mm）。 表 25 外头盖法兰尺寸 DN 法兰 螺柱 对接筒体最小厚度 D D1 D2 D3 D4  H h a a1 1 2 R d 规格 数量 600 740 700 665 655 652 44 100 25 17 14 12 22 12 23 M20 28 10 （ 2）外头盖侧法兰选用凸密封面，材料为锻件 16MnⅡ如图 24所示， 淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文） 第 15 页 共 34 页 δδ 1 图 24 法兰详图 查 JB/472192 可知其具体尺寸如下表： 表 26 外头盖侧法兰尺寸 DN 法兰 螺柱 对接筒体最小厚度 D D1 D2 D3 D4  H h a1 1 2 R d 规格 数量 500 740 700 665 655 652 42 100 36 14 12 24 12 23 M20 28 8 （ 3）查 JB/T471992 选外头盖垫片的型式为缠绕式垫片，其外径 D为 664mm，内径 d为 622mm 且查 JB/T471992 也选浮头垫片的型式为缠绕式垫片，则其外径D为 492mm，内径 d 为 472mm，两者材料均为 0Cr19Ni9。 接管法兰型式与尺寸 根据接管的公称直径，公称压力可查 HG20592～ 20635－ 97 钢制管法兰、垫片、紧固件，选择带颈对焊钢制管法兰，选用凹凸密封面，如图 25所示 淮海工学院二 〇一一 届本科毕业设计（论文）。