摘要 浮头式换热器是一种广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门的换热设备，特别是在化工机械领域有着重要的意义。在工业生产中，换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺过程上的需要。换热器中的管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热设备，已作为一种标准换热设备。本次的设计为浮头式换热器，浮头式换热器主要是由管箱、管板、壳体、折流板、换热管、拉杆、钩圈、定距管、浮头盖等组成。浮头换热器的一端是管板与壳体固定，另一端为浮动的管板。因此其优点为热应力比较小，便于检查，清洗。缺点为结构比较复杂。 本次换热器设计的壳程介质为水，管程介质为油。流量为155t/h，壳程的工作温度为77.5℃，管程的工作温度为50℃。在其结构上安装有折流板，以增加流体的湍流速度。折流板的直径通常为0.2 – 1.0倍的壳体直径。接管法兰均选用板式平焊法兰，选用鞍式支座，本次设计主要分为两个部分，第一部分是传热工艺计算，第二部分是强度计算。在传热计算工艺中，包括有传热面积计算，传热量、传热系数的确定和换热器内径以及换热管型号的选择，以及传热系数、压降及壁温的验算等等问题。在强度计算中主要讨论的有筒体、管箱、封头、管板厚度计算及折流板、法兰、垫片和接管、支座、分隔板等零部件的设计，安装，组合，还要进行一些强度校核。本设计是按照GB151《管壳式换热器》和GB150《钢制压力容器》设计的。换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可能缺少的工艺设备之一。随着研究的深入，工业应用也取得了令人瞩目的成果。 随着社会的进步和科技的发展，换热器的设计技术也在不断的更新，现有的科研成果为我的生活带来了很大的方便。以后的前景必将更加美好。换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用尤为普遍，特别是耗能用量非常大的领域，随着节能技术的快速发展，换热器的种类开发也越来越多。换热器是在化学、石油化学及石油炼制工业以及其他一些行业中普遍使用的热量交换设备，它不仅可以单独作为加热器、冷却器使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备，因此在化工生产中也占有非常重要的地位。 关键词：换热器；浮动管板；传热计算；强度校核 目录 第一章换热器传热工艺计算1 1.1原始数据1 1.2定性温度及确定其物性参数1 1.3传热量与物料计算1 1.4有效平均温差计算3 1.5管程结构初步设计3 1.6壳程换热系数计算4 1.7传热系数计算4 1.8管壁温度计算5 1.9管程压降计算5 1.10壳程压降计算6 第二章结构设计7 2.1换热管材料及规格的选择和根数的确定7 2.2布管方式的选择7 2.3筒体内径的确定7 2.4筒体壁厚的确定8 2.5筒体水压试验9 2.6管箱侧封头厚度的确定9 2.7浮头侧封头厚度的确定10 2.8设备法兰的选择12 2.9管箱侧法兰的选择12 2.10浮头侧法兰的选择12 2.11接管法兰的选择12 2.12浮头换热器管板的设计计算13 2.13浮头设计计算15 2.13.1管程压力（内压）作用下浮头盖的计算16 2.13.2壳程压力（外压）作用下浮头盖的计算16 2.13.3管程压力作用下浮头法兰的计算17 2.13.4壳程压力作用下浮头法兰的计算19 2.14钩圈的选择21 2.15浮动管板的选择21 2.16折流板的选择22 2.17管箱短节壁厚计算23 2.18．1壳程短节23 2.18.2管程短节23 2.19防冲板的选择23 2.20接管及开孔补强23 2.21支座的选择24 2.21.1轴向应力校核26 2.21.2切向切应力校核26 2.21.3周向应力校核26 2.21.4鞍座腹板应力27 参考文献28 致谢29