固定管板式换热器课程设计

徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）

第一章 绪论

1.1 化工设备简介

化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分[1]。然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位，由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及各种容器开孔接管所组成，通常为压力容器，因为压力容器是化工设备的主体，对其化工生产过程极其重要，国家对其每一步都有具的标准对其进行规范，如：中国《压力容器安全技术监察规程》、GB150—1998《钢制压力容器》、GB151—1999《管壳式换热器》等。在其中能根据不通的操作环境选出不同的材料，查出计其允许的工作压力，工作温度等[2]。

1.2 换热器概述

换热器简单说是具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产过程中，进行着各种不同的热交换过程，其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺的指标，以满足生产过程的需要。此外，换热设备也是回收余热，废热，特别是低品位热能的有效装置[3]。

1.2.1 管壳

前 言

毕业设计是完成教学计划实现专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节。它对提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力以及培养学生的工作作风、工作态度和处理问题等方面具有很重要的意义。

本次毕业设计的题目是液固两相流降温问题，针对此问题设计了三组换热器。固定管板式换热器是国能换热器厂生产的主要设备之一，主要用于冷凝器，余热利用的换热器等，并且设计的原始资料及数据均来源于工厂中正在设计的设备。

这次设计中的主要内容为:换热器的热力计算、工艺计算、换热器的结构与强度设计。其中，热力计算和工艺计算主要是确定换热器的换热面积、换热器的选型、压降计算、壁温计算等；而结构与强度设计则主要包括：管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。在设计过程中，我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈的竞争。同时为了使本次设计能够进行顺利，我在设计前参阅了许多有关书籍和英文文献，并做了一定的摘要。

因为换热器设计是属于压力容器设计范畴，与我所学的课程有紧密的联系，所以这次设计对我的设计能力有了很大

标题 换热面积为32.8m2的固定管板式换热器

摘要

换热器按照结构形式可分为：固定管板式换热器、浮头式换热器；U形管换热器；填料函式换热器。

U形管换热器只有一块管板，换热器都做成U字形，两端都固定在同一块管板上，灌输可以自由插入和抽出，可在高温高压下工作。因此U形管式换热器一般适用于温度低于500℃，压力低于10Mpa，管、壳程流体温差较大或管程介质容易

结垢而管程介质清洁、不宜结垢的高温，高压，腐蚀性较大的流体场合。

浮头式换热器的一端管板固定在管箱与壳体之间，另一端管板与壳体之间并不相连，可以在壳体内沿轴向自由浮动。适用于壳壁与管壁温差大，管间流体容易结垢、需经常清洗的场合，可在较高温度和压力下工作一般温度低于450℃，压力低于6.4Mpa.

填料函式换热器只是浮动管板一端与壳体之间采用填料函密封，适用于腐蚀严重温差较大而经常更换冷束的冷却器。

固定管板式换热器由壳体，管束、管板、管箱及折流板等组成，加工制作简单，用于管壳流体清洁，不易结垢，管程常要清洗，冷热流体温差不太大的场合。

固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、

河南理工大学(本科)毕业设计论文

摘要

本设计说明书是是针对固液两相流降温换热设计,据要求设计为PN15DN400固定管板式换热器，主要进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。

设计首先根据给定的设计条件确定换热器总体设计方案--设计为三组换热器，然后对于每一级进行具体的设计。每一级的设计过程为：前半部分为工艺计算，估算换热面积，计算传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算；后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、开孔补强计算等。

关键词：固液两相流 管壳式换热器 管板封头 膨胀节

1

河南理工大学(本科)毕业设计论文

Abstract

The designis based on the liquid-solid two-phase flow of the design .According to the request it is designed to be the PN1.5DN400 fixed tube head heatexchanger,

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化学工程基础课程设计

设计题目：管壳式换热器(固定管板式) 学生姓名: X X X

专业班级: 1０01

学号:１115０20126

指导教师：

西安科技大学化学与化工学院

2013年1月14日

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管壳式换热器设计任务书

一、设计目的

培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力

二、设计目标

设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的,操作上是安全的，环境上是友好的

三、设计题目

管壳式换热器设计——固定管板式 ?四、设计任务及操作条件? 1. 设计任务

设备型式:管壳式换热器 ——固定管板式

处理任务：物 料:原油 处理量 4900ｋg/ｈ

2． 操作条件

（1）热流体(原油)：入口温度１40℃; 出口温度4０℃

（2）冷却介质:水(入口30℃,出口４0℃）

（3)允许压降:不大于0.1MPa

（４）物性数据

原油定性温度下的物性数据

()()

C m W C

kg kJ c s

Pa m kg o o o po o o ?=?=??==-/128.0/2.2100.3/81533

λμρ导热系数定压比热容粘度密度

水的定性温度35℃下的物性数据：

)

(10725.0)

/(626.0)

/(08.4)

/(994

河南理工大学(本科)毕业设计论文

摘要

本设计说明书是是针对固液两相流降温换热设计,据要求设计为PN15DN400固定管板式换热器，主要进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。

设计首先根据给定的设计条件确定换热器总体设计方案--设计为三组换热器，然后对于每一级进行具体的设计。每一级的设计过程为：前半部分为工艺计算，估算换热面积，计算传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算；后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、开孔补强计算等。

关键词：固液两相流管壳式换热器管板封头膨胀节

1

河南理工大学(本科)毕业设计论文

Abstract

The designis based on the liquid-solid two-phase flow of the design .According to the request it is designed to be the PN1.5DN400 fixed tube head heatexchanger, which included techn

船舶柴油机高温淡水冷却器设计

摘要：本文简要介绍了板式换热器的结构、优缺点、设计原理与设计依据，运用对数平

均温差法（LMTD）设计了一款船舶柴油机高温淡水板式换热器，并对其进行热力和阻力校核。

关键词：板式换热器 对数平均温差 板片 流程 污垢系数

目录

第1章 板式换热器基本构造 ................................................ 3

1.1 整体结构 ........................................................................................... 3 1.2 流程组合方式 ................................................................................... 4 1.3 半片形式及其性能 ............................................................................ 5

1.3.1 常用形式 ............................

船舶柴油机高温淡水冷却器设计

摘要：本文简要介绍了板式换热器的结构、优缺点、设计原理与设计依据，运用对数平

均温差法（LMTD）设计了一款船舶柴油机高温淡水板式换热器，并对其进行热力和阻力校核。

关键词：板式换热器 对数平均温差 板片 流程 污垢系数

目录

第1章 板式换热器基本构造 ................................................ 3

1.1 整体结构 ........................................................................................... 3 1.2 流程组合方式 ................................................................................... 4 1.3 半片形式及其性能 ............................................................................ 5

1.3.1 常用形式 ............................

徐州工业职业技术学院

毕业设计任务书

课题名称 流体输送与传热工段换热器的计 课题性质 设 计 系 名 机 械 工 程 系

专 业 过程装备及其自动化

指导教师 陆 英 学生姓名AAAAAAAAAAAAAAAAAA

论文真实性承诺及指导教师声明

学生论文真实性承诺

本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。

毕业生签名：

日 期：

指导教师关于学生论文真实性审核的声明

本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。

指导教师签名： 日 期：

板式换热器

前言

本标准为首次制订的行业标准。

本标准主要对板式换热机组的整机提出需要控制的技术参数和质量指标，关于板式换热器的标准，应按照GB/T16409《板式换热器的标准》执行，本标准不再做特别规定。 按照本标准生产制造的板式换热机组符合《城市热力网设计规范》对热力站的规定。 本标准由建设部标准定额研究所提出。

本标准由建设部城镇建设标准技术归口单位建设部城市建设研究院归口。 本标准起草单位：中国市政工程华北设计研究院 建设部城市建设研究院 大连九贺热交换设备公司 兰州石鲁尔热力工程有限公司 APV中国有限公司 天津市换热装备总厂 清华同方人环工程公司 北京硕人科技有限公司 丹佛斯公司

本标准主要起草人：

1 范围

本标准适用于集中供热、空调及生活热水等换热系统中使用的板式换热机组。

本标准规定了板式换热机组的型号编制方法、基本参数系列、技术要求、试验方法和检 验规则、标志、包装、运输、贮存和安装使用要求。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版