机械5

本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。 本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。 目录 中文摘要I 英文摘要II 绪论1 1管壳式换热器的类型、结构与型号2 1.1换热器的零部件名称2 1.2换热器的主要组合部件3 2换热器材料选择4 2.1选材原则4 3换热器结构设计5 3.1壁厚的确定6 3.2管箱圆筒短节设计6 3.3壳体圆筒设计7 3.4封头设计8 3.4.1后封头计算9 3.4.2管箱封头计算10 3.5换热管设计11 3.5.1换热管的规格和尺寸偏差11 3.5.2 U形管的尺寸12 3.5.3管子的排列型式12 3.5.4换热管中心距13 3.5.5布管限定圆13 3.5.6换热管的排列原则15 3.6管板设计15 3.6.1管板连接设计17 3.6.2管板设计计算19 3.7管箱结构设计21 3.7.1管箱的最小内侧深度22 3.7.2分程隔板22 4换热器其他各部件结构23 4.1进出口接管设计23 4.1.1接管法兰设计23 4.1.2接管外伸长度25 4.1.3接管与筒体、管箱壳体的连接25 4.1.4接管开孔补强的设计计算25 4.1.5接管最小位置29 4.1.6壳程接管位置的最小尺寸30 4.1.7管箱接管位置的最小尺寸30 4.2管板法兰设计30 4.2.1垫片的设计33 4.2.2螺栓设计34 4.2.3法兰设计38 4.3折流板38 4.3.1折流板尺寸39 4.3.2折流板的布置39 4.3.3折流板的固定36 4.4拉杆与定距管38 4.4.1拉杆的结构型式39 4.4.2拉杆的直径和数量39 4.4.3拉杆的尺寸40 4.4.4拉杆的布置42 4.4.5定距管尺寸42 4.5防冲与导流42 4.5.1防冲板的形式42 4.5.2防冲板的位置和尺寸42 4.5.3导流筒43 4.6双壳程结构43 4.7防短路结构44 4.7.1旁路挡板的结构尺寸44 4.7.2挡管44 4.7.3中间挡板44 4.8鞍座45 结论46 参考文献47 致谢48 附录英文文摘及翻译49 在进行换热器设计时，对换热器各种零部件的材料，应根据设备的操作压力、操作温度、流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等的要求来选龋当然，最后还要考虑材料的经济合理性。一般为了满足设备的操作压力和操作温度，即从设备的强度或刚度的角度来考虑，是比较容易达到的，但对于材料的耐腐蚀性能，有时往往成为一个复杂的问题。如在这方面考虑不周，选材不妥，不仅会影响换热器的使用寿命，而且也大大提高设备的成本。至于材料的制造工艺性能，是与换热器的具体结构有着密切的关系。