摘要 物料之间传递热量需要换热器，因此，换热器的设计是一个关键的步骤。随着我国国民经济的飞速发展，在化工，化肥，炼油，制药，冶金，电力等行业都有着广泛的应用。在上述行业中，换热器的投资所占比重很大，约占到企业投资的35-40%，数量上也远远多于其他设备。换热器作为上述行业的通用设备，在企业生产中占有十分重要的地位。锁着国家科学技术的发展，对能源利用，开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日渐加强。一台换热器产品的设计，应符合企业实际生产需要。对着国际科学技术的发展，对换热器的研究水品也有了显著的提高。换热器的设计，制造，结构改进和以及传热机理的研究也十分活跃。列管式换热器的应用有着悠久的历史，即使现代，列管式换热器作为一款传统的标准换热设备在很多工业部门中有着广泛的使用和深远的影响。尤其在化工，化肥，炼油，等传统工业领域所实用的设备中，列管式换热器仍占据着主导地位。 欧美发达国家于20世纪80年代起开始竞相开发、研制各种型式的换热器。我国对各种新型换热器的研究虽然起步较晚，但经过对国外换热器的借鉴、消化、吸收，也得到了飞速的发展。我国科技工作者也加快了自主研发新型节能换热器的步伐，我国很多大型石化公司和设计院的新型换热器产品如板壳式换热器、蒸发式空冷器、波节管换热器等不断获得国际大奖并出口应用于国外大型设备和厂家。 随着近年对设备环保、节能的要求越来越高，如果有效利用工业余热废热成为研究的热门问题，同时随着人民生活水平的提升，对热水供暖的需求加大，快速传热，稳定供热的环保设备得到更多的认可。而半容积式换热器具有的换热快速，传热系数高，换热量大，容积利用率大，节能，节省空间等优点。[1] 关键词:换热器设计；自主研发；环保；节能 目录 第一章工艺计算1 1.1设计条件1 1.2确定物性参数1 1.3确定传热面积1 1.4平均温度差2 1.5总传热系数K 2 1.6估算换热量及产热水量2 1.7校核传热系数K 3 1.7.1壳程换热系数α0 3 1.7.2折流板的切除高度3 1.7.3折流板的弓形面积3 1.7.4管子的横截面积与壳体的横截面积之比4 1.7.5圆缺区内的流通面积4 1.7.6几何平均流通面积4 1.7.7几何平均流速4 1.7.8几何平均雷诺数4 1.7.9壳程平均换热系数4 1.7.10管程的平均换热系数5 1.7.11传热系数K 5 1.8计算压力降5 1.8.1管程压力降ΔPi 5 1.8.2壳程压力降7 1.9本章小结9 第二章U型管换热器结构设计10 2.1筒体的内径确定10 2.2管板与换热管10 2.3折流板10 2.4拉杆与定距管11 2.4.1拉杆11 2.4.2定距管11 2.4.3折流板、拉杆、定距管的连接11 2.5设计堰板防短路12 2.6法兰的选用12 2.6.1接管法兰选用12 2.7垫片12 2.8支座12 2.9本章小结12 第三章强度校核14 3.1换热器壳体计算14 3.1.1筒体14 3.1.2封头14 3.2罐体计算14 3.2.1罐体14 3.2.2封头15 3.3开孔补强设计15 3.3.1接管h,j 16 3.3.2接管a,b 16 3.4 U型管换热器开孔16 3.4.1椭圆形封头非中心孔处部位补强的计算16 3.5椭圆封头计算直径17 3.5.1接管周围封头补强区的计算宽度17 3.5.2接管外侧补强设计高度17 3.5.3接管内侧补强区计算高度17 3.5.4计算结果17 3.5.5封头因开孔削弱需要补强的面积18 3.5.6封头多余金属面积18 3.5.7补强圈的金属面积18 3.5.8接管外侧多余金属面积18 3.5.9接管内侧金属面积18 3.5.10一个孔需要补强面积18 3.6补强圈设计18 3.6.1人孔开孔18 3.6.2补强及补强方法的判别19 3.6.3开孔所需补强的面积19 3.6.4接管多余金属面积19 3.6.5有效补强面积壳体的有效厚度20 3.6.6有效补强面积A4 20 3.7罐体水压试验及其壳体的强度校核21 3.8换热器管程水压试验及其壳体的强度校核21 3.9管板校核22 3.10本章小结24 第四章制造、检验、安装与维修25 4.1概述25 4.2材料验收25 4.3筒体的制造25 4.4封头的制造26 4.5管板的制造27 4.6管束的制造27 4.7接管的制造28 4.8装配28 4.8.1筒体、法兰的组装与焊接28 4.8.2管箱的组装、焊接与加工28 4.9油漆、包装29 4.10热器在使用中常见故障及处理29 4.10.1原因29 4.10.2现象29 4.10.3处理29 结论31 参考文献32 致谢33