摘要

本文介紹了U型管換熱器的整體結(jié)構(gòu)設計計算。U型管換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由伸縮，無熱應力，熱補償性能好；管程采用雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好，承壓能力強，管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜。U型管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接管、折流板、防沖板和導流筒、防短路結(jié)構(gòu)、支座及管殼程的其他附件等。
本次設計為二類壓力容器，設計溫度和設計壓力都較高，因而設計要求高。換熱器采用雙管程，不銹鋼換熱管制造。設計中主要進行了換熱器的結(jié)構(gòu)設計，強度設計以及零部件的選型和工藝設計。

關鍵詞：U型管換熱器，結(jié)構(gòu)，強度，設計計算

U-TUBE HEAT EXCHANGER DESIGN

ABSTRACT

This paper introduces the U-tube heat exchanger design and calculation. U-tube heat exchanger has only one tube sheet, tubes are fixed at both ends of boards in the same tube, and tubes could telescopic freely, non-thermal stress, thermal performance and compensation; use of double-tube process, the process is longer, higher speed, better heat transfer performance, pressure capacity, and control can be extracted from the shell with easy maintenance and cleaning, and simple structure cost less. The main structure of U-tube heat exchanger, includes Equipment control, shell, head, exchanger tubes, nozzles, baffled, impingement baffle, guide shell, anti-short-circuit structure, support and other shell-tube accessories.
This time I designed a second category pressure vessel, which has high design temperature and high design pressure. Thus the design demands are strict. It has dual heat exchanger tube, stainless steel heat exchanger manufacturers. I mainly carried out the design of heat exchanger structural design, strength of design and parts selection and process design.

KEYWOEDS: U-tube heat exchanger, frame, intensity, design and
calculation

 
 
 
目錄

中文摘要 I
英文摘要 II
緒論 1
1管殼式換熱器的類型、結(jié)構(gòu)與型號 2
1.1 換熱器的零部件名稱 2
1.2 換熱器的主要組合部件 3
2換熱器材料選擇 4
2.1 選材原則 4
3換熱器結(jié)構(gòu)設計 5
3.1 壁厚的確定 6
3.2 管箱圓筒短節(jié)設計 6
3.3 殼體圓筒設計 7
3.4 封頭設計 8
3.4.1 后封頭計算 9
3.4.2 管箱封頭計算 10
3.5 換熱管設計 11
3.5.1 換熱管的規(guī)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 換熱管中心距 13
3.5.5 布管限定圓 13
3.5.6 換熱管的排列原則 15
3.6 管板設計 15
3.6.1 管板連接設計 17
3.6.2 管板設計計算 19
3.7 管箱結(jié)構(gòu)設計 21
3.7.1 管箱的最小內(nèi)側(cè)深度 22
3.7.2 分程隔板 22
4 換熱器其他各部件結(jié)構(gòu) 23
4.1 進出口接管設計 23
4.1.1 接管法蘭設計 23
4.1.2 接管外伸長度 25
4.1.3  接管與筒體、管箱殼體的連接 25
4.1.4  接管開孔補強的設計計算 25
4.1.5 接管最小位置 29
4.1.6 殼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  管板法蘭設計 30
4.2.1 墊片的設計 33
4.2.2 螺栓設計 34
4.2.3 法蘭設計 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 拉桿與定距管 38
4.4.1 拉桿的結(jié)構(gòu)型式 39
4.4.2 拉桿的直徑和數(shù)量 39
4.4.3 拉桿的尺寸 40
4.4.4 拉桿的布置 42
4.4.5 定距管尺寸 42
4.5 防沖與導流 42
4.5.1 防沖板的形式 42
4.5.2 防沖板的位置和尺寸 42
4.5.3 導流筒 43
4.6 雙殼程結(jié)構(gòu) 43
4.7 防短路結(jié)構(gòu) 44
4.7.1 旁路擋板的結(jié)構(gòu)尺寸 44
4.7.2 擋管 44
4.7.3 中間擋板 44
4.8 鞍座 45
結(jié)論 46
參考文獻 47
致謝 48
附錄 英文文摘及翻譯 49