年34万吨原油水换热器设计

1、目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 概述与设计方案简介1换热器的类型1 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 换热器1换热器类型2固定管板式换热器2 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document U型管换热器2浮头式换热器2填料函式换热器3换热器类型的选择3流径的选择3材质的选择4管程结构4 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 换热器选型及工艺计算5确定基本操作参数5初选换热器型号5

2、传热量5平均传热温差6初选换热器型号72.3 .总传热系数核算8管程传热膜系数8壳程传热系数8污垢系数9根据定性温度下的流体流速查取污垢系数92.3.4 .总传热系数10计算传热面积102.4.换热器核算11壳程压降11管程压降11 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 工艺设计表12 HYPERLINK l bookmark137 o Current Document 换热器设备的计算13 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 壳体壁厚设计13壁厚的计算13换热器校核水压试验强度14 HYPERL

3、INK l bookmark172 o Current Document 封头的设计15法兰的设计15支座的设计16 HYPERLINK l bookmark176 o Current Document 质量核算16 HYPERLINK l bookmark208 o Current Document 鞍座选型17 HYPERLINK l bookmark211 o Current Document 管板的设计18管板尺寸确定18管板与管子连接19管板与壳体的连接20流体进、出口接管直径的计算20 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 容器开孔补强

4、21 HYPERLINK l bookmark245 o Current Document 5.设备设计数据表22 HYPERLINK l bookmark249 o Current Document 设计心得23 HYPERLINK l bookmark256 o Current Document 参考文献24概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作 用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为 管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。其主要优点是单位体积所具有的传

5、热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材 料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳 程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止 流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的 热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50C以上）时，就可能由于热应力而引起设备的 变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。 由于生产

6、规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交 换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。在这类换热器中，冷、热流体被固体 壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类换热器适用于冷、热流体不 允许直接接触的场合。间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。直接接触式换热器又称混合式换热器。在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混 合传递热量。该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的 场合。常

7、见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热 体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体 温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。 此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备的体积 庞大，且不能完全避免两种流体的混合。工业上最常见的换热器是间壁式换热器。根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式 换热器和紧凑式换热器。紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器、板式换热器等。管壳式换热器包括了广泛使用的列管式换热器

8、以及夹套式、套管式、蛇管式等类型的换 热器。其中，列管式换热器被作为一种传统的标准换热设备，在许多工业部门被大量采用。 列管式换热器的特点是结构牢固，能承受高温高压，换热表面清洗方便，制造工艺成熟，选 材范围广泛，适应性强及处理能力大等。这使得它在各种换热设备的竞相发展中得以继续存 在下来。使用最为广泛的列管式换热器把管子按一定方式固定在管板上，而管板则安装在壳体内。因此，这种换热器也称为管壳式换热器。常见的列管换热器主要有固定管板式、带膨胀 节的固定管板式、浮头式和U形管式等几种类型。根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。以下根据本次的设计要求，介绍几 种常见的列管式换热器。1.2.

9、2.固定管板式换热器这类换热器如图1-1所示。固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管 板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测 清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不 同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。0 1-1 固定曾板式技熟器 1折流挡板 2管束 3壳体 4封头 5接管 6管板1.2.3. U型管换热器U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板 上，其管程至少为两程。管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差 应力。U

10、型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以 抽出，管间清洗方便。其缺点是管内清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的 利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。 此外，其造价比管定管板式高10%左右。图1-2 。型管式挽转格浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图1-3所示。其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接， 可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温 差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体内抽搐，便 与管内管间的清洗。其缺点是结构较复杂，用材

11、量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封 不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。图1-3 浮头式换燃器1虎盖2固定曾板3隔板4浮头构阕祛兰5滓动管板6浮头1.2.5,填料函式换热器填料函式换热器的结构如图1-4所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端 采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料 函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低; 管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳 程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。图1-4 坝料函式换愁;酣1一

12、7舌功曾板 2一型米斗压盖 3埋米斗 4填粉卜函 5一纵向隔板1.3.换热器类型的选择由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使水走管程。石油由于粘度较大，所以走壳 程。1.4.流径的选择在具体设计时考虑到尽量提高两侧传热系数较小的一个，使传热面两侧传热系数接近; 在运行温度较高的换热器中，应尽量减少热量损失，而对于一些制冷装置，应尽量减少其冷 量损失；管、壳程的决定应做到便于清洗除垢和修理，以保证运行的可靠性。参考标准：不洁净和易结垢的流体宜走便于清洗管子，浮头式换热器壳程便于清洗。腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。压强高的流体宜走管内，以免壳体受压

13、，其中冷却介质循环水操作压力高，宜走管程。饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系 不大。被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程， 且可采用多管程以增大流速。粘度大的液体或流量较小的流体，宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于 流速和流向的不断改变，在低Re(Re100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。若两流体的温度差较大，传热膜系数较大的流体宜走壳程，因为壁温接近传热膜系数较 大的流体温度，以减小管壁和壳壁的温度差。综合考虑以上标准，确定煤油应走壳程，水走管程。1.

14、5.材质的选择列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。在高温下一般材 料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。 目前 常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟 乙烯和玻璃等。根据实际需要，可以选择使用不锈钢材料。1.6.管程结构换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列，如下图所示。t(b)正方形错列(c)三角形直列(a)正方形直列(d)三角形错列函应/ : ，(e)同心圆排列正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗。对于多管程换热器，常采用组合 排列方式。

15、每程内都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列 方式。管板的作用是将受热管束连接在一起，并将管程和壳程的流体分隔开来。管板与管子的 连接可胀接或焊接。换热器选型及工艺计算2.1.确定基本操作参数热流体：入口温度140C;出口温度40C冷却介质：岷江水允许压降：不大于0.1MPa物性数据每年按360天计算，每天分成3班，每班8小时确定定性温度下的参数：原油的定性温度T =(140 + 40)迎二 90C冷却水的定性温度T = (25+35)2 = 30C煤油定性温度下的物性数据密度 P = 815kg / m3=3.0 x10-3 Pa - s(kg - C)=0.128

16、W / (m - C )粘度日O导热系数人O定压比热容c = 2.2kJ /循环冷却水在30C下的物理数据密度P = 996kg / m3粘度日=8.007 x10-4 Pa - si定压比热容 c . = 4.174kJ(kg- C)导热系数人=0.6176 (m- C)2.2.初选换热器型号2.2.1.传热量原油流量：3.4 x107 kgm = 3882kg / h0365 x 24h传热量:Q = m0 c (T- T1)=3882 kgjh x 2.2 kg/kg - C x (140- 40) C=8.5 x 105 kJh=236 x 103 w平均传热温差已知岷江水的最高温度t

17、 = 25 C。当用水作冷却剂时，冷却水的出口温度不应高于工 1艺物流的出口温度，并且经验值告诉冷却进出口温差最好是在510 C之间，所以选取其O出口温度t2 = 35 C。逆流时的平均传热温差：水35 -25 C， 原油140 -40 Co0(140- 40) - (35 - 25)则Atm = 39.1 C1 140 40。ln35 - 25参数:R =生Z竺=10 t t35 25PR=0.869P = 土！ = 35 一 25 = 0.0869T -1140 - 2511按单壳程多管程查化工工艺设计手得甲&=.92故平均传热温差:At =甲*= 0.92 x 39.1 oC = 36.

18、0 oCmAtm换热器选型根据生产经验估选总传热系数膈选值为200w -m-2 cS =-0 = 2.36 6105 =32.78m2 初选 K初选At200 x 36.0由于T -1 = (90-30) C = 60 C 50 C，根据经验可选取带膨胀节的管板式换热器。 m mooo查JB/T 4715-92和GB 151-1999初选管板式换热器型号为:GWV-g35./25该换热器基本参数如下:壳体公称直径:D = 400mm 总换热面积:S = 35.2m 管子规格:e 25 x 2.5 管子长度:L = 6000mm 管子总数:N = 76 管程数:N = 2横过管束中心线的管数:n

19、 = 11 c 管子排列方式口错列折流板参考化工工艺设计手册第2-263页选用圆缺形折流板，圆缺形折流板的圆缺高度 为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度h = 0.25 x400 = 100mm设定的折流板数为6000 -1 = 39150管心距管心距一般取1.5刁0 则管心距Pt = 1.5 x 25牝32mm2.3.1.管程传热膜系数冷却水用量:QW = oi C (t t ) p-i 2197 x 105 =20364kg / h = 2.0364 x 104 kg / h 4.18 x (35 - 25)管程截面积：Ai兀 一 N _ 一76=-d = 0.875 x (0.02)2

20、x 项=0.0119 m 220364流速u管程相关系数：Pr = iW八，i= 0.4773m / s 3600 xp A3600 x 996 x 0.01198.007 x 10-4 x 4.174 x103 / =5.4二=入iRe =冬=0.02 x 0.4773 x 996 = 1.1873 x104i0.61768.007 x10-4又Rei 10000,故 a w 0.023土 - Re 0.8- Pr0.4 = 0.023 x 0.6176 x 118730.8 x5.40.4 = 2535w/ (m2 - C)i d i i0.02。i壳程传热系数热交换器中心线或距中心线最近

21、的管排上错流流动的最大通道面积SA = BD(1 - 4) = 0.15 x 0.4 x (1 025) = 0.013125m 2。p0.032壳程相关系数:流速 o当量直径刁em &3882=0.1010m / s p A3600 x 815 x 0.01314(技12-生d 2) 4(梧x322 -0.785x252)nd3.14 x 25=20mm = 0.020mRe =伙 Poo 曰oo0.020 x 0.1010 x 815 * =5493.0 x10-3Proc 日2.2x103 x3.0 x10-3o 0.128总 52.0u当液体被冷却时(上)0.14 0.95带入克恩公式

22、得管程传热系数UWa = 0.36 土 Re 0.55 Pr 3 ()0.14 = 0.36 x 0128 x 5490.55 x 52.03 x 0.95 = 259w / (m2 C)o d o o 旦0.020。2.3.3,污垢系数根据定性温度下的流体流速查取污垢系数管内河水 r = 6.879x10-4 (m2、C)W si管外原油 r = 3.44 x104(m2.C).Wso总传热系数K = J一+ r + + r i +a25+20252535 x 20a s。 si d a d1 + 3.44 x 10 -4 + 6.879 x 10 -4 x 259209 w/(m 2 C)

23、o核算结果与初选值很相近，该换热器符合生产要求。计算传热面积S，= 4 = 2.36x105 = 31.37m2K A t209 x 36.0由换热器换热面积为32.5 m 2面积裕度 H = x 100% = () x 100% =12.2%S31.372.4.换热器核算2.4.1.壳程压降Z口p = (口p +口p )FN 其中，N =1o12 s ssF =1.15Sp = Ffn (N +1)冬1 o c B 2p = N (3.5 - 2B)以 2 b D 2其中，F=0.5 n =11 N B =39 故，Z p = ( p + p )FN o12 s s815 x 0.10102

24、2 x 0.15、5 x 1.19 x 11x 40 x)+39 x(3.5 )x0.4815 x 0.101022x 1,15x 1=(1088 x 446) x 1.15 x 1=1764pa 0.1Mpa2.4.2.管程压降AP = (AP +AP ) NN Fi12 s pt设管壁粗糙度为0.1mm,其中，N = 1 N = 2 F = 1.4-上 01则-=0.005,查表得摩擦系数冗=0.030 d 20l p u 26996 x 0.47732AP = X - - i i = 0.030 xx= 1021 pad 20.0202,p u 2996 x 0.47732= 2 = 3

25、.0 x2= 340paAP = (AP +AP )N N F =(1021+340)x 1.4x 1x2=3810.8pa 口 0.1Mpa i12 s ptAP； 故，由以上计算知:壳程与管程的压降均小于0.1MPa，故选用G400TV1.635.2是合理的。工艺设计表换热器主要结构尺寸和计算结果见下表:参数管程壳程流量/(kg/s)1600003882进/出口温度/错误！未找到引用源。25/35140/40物性定性温度/错误!未找 到引用源。30.090密度/（错误！未找到 引用源。）996815定压比热容/（错误！未找到引用 源。）4.1742.2黏度/（Pa错误！未找到引用源。s）0

26、.00080070.003普朗特数5.452设 备 结 构 参 数形式固定式台数1壳体内径mm400壳程数1管径/mm025 X 2,5管心距/mm32管长/mm6000管子排列A管数目/根76折流板数/块39传热面积/错误！未 找到引用源。35.2折流板间距/mm150管程数2材质碳钢主要计算结果管程壳程流速/(m/s)0.47730.1010表面传热系数/（w /（m 2-o C）2535259污垢阻力/（错误！未找到引 用源。）0.00068790.000344阻力/Pa3810.81764传热温差/错误！未找到引用 源。39.1传热系数/(w /(m2-o C)209面积裕度/%12.

27、2换热器设备的计算壳体壁厚设计壁厚的计算根据工艺设计，选用错误！未找到引用源。的碳素钢管，其钢号为20R,钢板标准为 GB6654。由于换热器为内压容器，故可采用内压容器的设计方法来确定其壁厚，壳壁计算壁厚计 算公式为：错误！未找到引用源。8=2bJ 中一 pc式中，错误！未找到引用源。计算压力，取Pc=.6MPa错误！未找到引用源。一一壳体内径，错误！未找到引用源。D = 400mm错误！未找到引用源。一一焊接接头系数，错误！未找到引用源。t壳程温度，设 = 1错误！未找到引用源。一一壳程温度为错误！未找到引用源。时的的许用应 力，取错误！未找到引用源。（查化工设备设计基础附表一得）则壳体计

28、算壁厚为：pcDc=400= 2.9mm2卜1 甲-p2 x132 x 0.85 -1.6考虑到钢板厚度不均匀介质对筒壁的腐蚀作用，在确定筒体所需厚度时，还应在计算厚 度错误！未找到引用源。的基础上，增加壁厚附加量C。壁厚附加量C是指在满足强度要求 而计算出的壁厚之外，考虑其他因素而额外增加的壁厚量，包括钢板负偏差（或钢板负偏差） 错误！未找到引用源。、腐蚀裕量错误！未找到引用源。，即错误！未找到引用源。取错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，故亳=8+ q + C2 = 2.9 + 0.6 +1 = 4.5mm圆整后，取名义厚度为错误！未找到引用源。8d = 6mm4.1.2,换热器校

29、核水压试验强度按强度、刚度计算确定的容器壁厚，由于材质、钢板弯曲、焊接及安装等造成加工过程 不完善，有可能导致容器不安全，会在规定的工作压力下发生过大变形或焊缝有渗漏现象等， 故必须进行压力试验予以校核。最常用的压力试验方法是液压试验。本设计采用水压试验方法。液压试验时要求满足的强度条件是：错误！未找到引用源。=丁2 +8e) 0.9cT20 se查化工设备设计基础附表一可知，对于20R刚在壁厚为6mm时，其屈服极限错误！ 未找到引用源。，则有0.9甲电=0.9 X 0.85 X 245 = 187.43MPaPt = 1.25 p = 1.25 x1.6 = 2 MPa0 =8 -C = 6

30、-0.6-1 = 4.4mm代入得：c = Pt 9 +0 e)= 2 x(40。+ 44)= 91.9MPat282 x 4.4e 0,9#%水压试验时满足强度要求。封头的设计左右封头均采用标准椭圆形封头，根据JB/T 4337-95标准，封头为错误！未找到引用 源。DN400 x 6mm，曲面高度为= 100mm，直边高度错误！未找到引用源。，材料选用 20R 钢。公称直径DNmm曲面高度himm直边高度h2mm壁厚Smm内表面积FW容积Vm3质量GKg碳 钢高合金40010025660.2040.01159.94.3.法兰的设计壳体与封头采用法兰连接，材料选用20R碳素钢，本设计的压力和

31、壳体内径都较小，根 据JB/T4701-2000选用DN400,1.6MPa的甲型平焊法兰。法兰尺寸如下：单位：mm公称直径DN甲型平焊法兰平 PN=1.6MPa螺柱DD1D 2D3D 45d规格数量4005154804504404373018M16204.4.支座的设计4.4.1,质量核算壳体质量mi：查化工设备设计基础附表4得DN400mm 5 = 6mm标准换热器单位长度的 n筒体质量错误！未找到引用源。q1= 65kg贝|J m = q x L = 65 x 6 = 390kg封头的质量错误！未找到引用源。：DN=400mm,错误！未找到引用源。，直边高度错误！未找到引用源。 头，其质

32、量错误！未找到引用源。=9.9kg。所以 错误！未找到引用源。m2 = 9.9x2 = 19.8kg水的质量错误！未找到引用源。：m =中vp式中，错误！未找到引用源。装填系数，中=1.0储罐体积：V = V封 + 匕=2 x 0.0115 + 0.176 x 6 = 1.079 = 1.1m3则 m3 = 1.0 x1.1x 998 = 1097.8kg附件质量错误！未找到引用源。：=300Kg管子质量错误！未找到引用源。:错误！未找到引用源。m5 = 76m1 = 76x5.21 = 395.96kg （式中引用源。错误！未找到引用源。的管子单重为5.21kg）法兰质量错误！未找到引用源。

33、：PN=1.6MPa；DN=400mm；法兰质量 27Kg。则 m = 27 x 4 = 108kg6的标准椭圆形封错误！未找到所以，设备总质量:m m + m + m + m + m + m=390 +19.8 +1097.8 + 300 + 395.96 +108=2311.56kg2311.56 x 9.82=11326.644N = 11.33KN支座计算:4.4.2.鞍座选型每个支座承受11.33KN,选用重型B1型，120度包角，焊制，双筋，带垫片的鞍座。鞍座标准类型参考标准材料BI400-SJB/T 4712-92Q235 A,Q235 BBIV400-FJB/T 4712-92

34、Q235 A,Q235 B鞍座结构尺寸公称直径DN鞍座高度h底板垫板筋板地脚螺栓支座质量l1b151S2l3b25厂2el3b353规格B型40012510060630160125620160805M201.6鞍座示意图管板的设计管板用来固定换热管并骑着分隔管程、壳程的作用。管板尺寸确定由于固定管板式换热器计算十分复杂，需要综合考虑多种因素，可采用下表选取：材质：在选用管板时的材料时，当换热介质无腐蚀或有轻微腐蚀时，可按规定采用低 碳钢或普通低合金；处理腐蚀性介质时，应采用优质的耐腐蚀材料，本设计采用与壳体相同 的低碳钢Q235-AF。管板尺寸：根据化工设备设计基础公称压力P =1.6MPa，

35、及公称直径DN=400mm，p = 1.6MPa公称直径DD1D2D4D5 = D6bb1cd质量4005304903904434004033232042.54.5.2.管板与管子连接在管壳式换热器设计中，管子与管板的连接是否紧密十分重要。如果连接不紧密，在操 作时连接处发生泄漏，冷热流体相互混合，会造成物料和热量损失；若物料带有腐蚀性、放 射性或者两种流体接触会产生易燃易爆物质，后果将更加严重。管子在管板上的固定方法主要有胀接和焊接两种，其原则是必须保证管子与管板连接牢 固，连接处不会产生泄露。第一，胀接法。此法是利用胀接管器挤压伸入管板孔中的管子端部，使端部发生塑性变 形，管板同时也产生弹

36、性形变，当取去胀管器后由于管板孔的弹性收缩，使管子与管板间同 时产生一定挤紧力而紧密的贴在一起，从而达到密封紧固连接的目的。采用胀接时，管板的 硬度应比管端高，以保证胀接质量，这样可以免除应管板孔塑性变形，而影响胀接紧密性。第二，焊接法。由于此法具有高温高压下仍能保持连接的紧密性，对管板孔的加工精度 要求低，加工工艺较简单，当压强不太高使，可用较薄管板等优点，因此焊接法应用较广泛； 但焊接法工艺要求管子与管孔之间应留有一定间隙。根据本设计的操作物质为有原油且操作压力与温度均不太高，因此选用密封性能较好的 胀接法。4.5.3.管板与壳体的连接考虑到换热器的结构特点，管板与壳体的连接结构可以分成可

37、拆式和不可拆式两大类 型。固定管板式换热器的管板与壳体间常采用不可拆连接，可采用焊接的方式。即选用其中 的（e）型(el4.6.流体进、出口接管直径的计算1.壳程流体进出口接管取接管内油品流速为1m/s则接管内径为4V d = -兀u(4 X388W3600 卖=0皿3.14 x1参考化工设备设计基础表3-31取标准管径为4 57 mm x 6mm2.管程流体进出口接管取接管内循环水流速为1.5m/s则接管内径为J4V(4 x 20364)/(3600 x 996)d =.=,=0.071m兀 u3.14 x1.5则取标准管径为4 76 mm x 8mm4.7.容器开孔补强开孔补强设计是在开孔

38、附近区域增加补强金属，使之达到提高器壁强度、满足强度设计 要求的目的。开孔补强的形式分为整体补强和局部补强。按照GB150-1998钢制压力容器第8章中开孔和开孔补强的有关规定：圆筒D 1500mmH寸，开孔最大直径d 2 D,且d 1500mmH寸，开孔最大直径d 3D，且d 1000mm不另行补强的最大开孔直径，壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补强：设计压力小于或等于2.5MPa;两相邻的开孔中心间距应不小于直径之和的两倍；接管公称外径小于或等于89mm；接管壁厚不小于5mm（公称外径为57mm）；本设计的固定管板式换热器筒体为碳钢，壁厚为6mm，管程设计压力为1。6MPa，壳程 设计

39、压力为1.6MPa，根据计算结果知，接管壁厚均大于5mm。因此开孔不必补强。设备设计数据表参数数据壁厚&6mm钢板负偏差错误！未找到引用源。0.6mm腐蚀裕量错误！未找到引用源。1.0mm碳素钢管型号封头型号DN400mm 6mm法兰标准JB/T4701-2000壳体质量错误！未找到引用源。390.00kg封头的质量错误！未找到引用源。19.80kg水的质量错误！未找到引用源。1097.8kg附件质量错误！未找到引用源。300.00kg管子质量错误！未找到引用源。395.96kg法兰质量错误！未找到引用源。108kg设备总质量2311.56k各支座承受P11.33KN管板直径400mm管板厚度

40、40.0mm壳程接管内径42mm壳程接管外径57mm管程接管内径65mm管程接管外径76mm设计心得为了在专业理论课程学习过程中，加强技能训练，学校为我们专业组织了这次换热器课 程设计训练。“纸上得来终觉浅，深知此事要鞠躬”这句话对于我们以工科要求培养的学生尤为实用。通过两周艰辛课程设计的学习，我在理解换热器工艺的基础上，掌握了换热器装配中常 用的技术要求；掌握了换热器冷热交换及设计工艺。本次实训能够熟练掌握换热器设计技术，与自己的辛勤汗水和老师们的教导是分不开 的！徐慎颖老师并不是单纯的知识传授，而是我们学习的引导者，参与者。尤其在设计学习 的过程中，徐慎颖老师确定了我们的主体地位，确立了明

41、确的换热器达标标准，激发了学生 学习和动手的极大热情与兴趣，充分调动了我们的参与积极性。通过教学以及本次换热器实训，增强了我们队本专业的热爱，培养了我们实事求是、一 丝不苟的学风；培养了我们脚踏实地、团结协作的作风；培养了我们认真、刻苦、勇于实践 的学习作风，养成规范、严谨的工作态度，使我们向着具有高层次社会道德、文化修养并掌 握先进技术你理念与技能的工艺人员又迈进了一步！换热器设计是一个枯燥乏味和痛苦艰辛的过程。时值冰冷严冬，同学们却要一遍又一遍 对换热器的有关物性数据进行反复校核，对各种相关联配件进行仔细斟酌。冰点的温度一点 也不能盖过同学们的热情。有些同学甚至把电脑搬到教室进行全方位作业，还有同学为了完 成设计图纸在绘图室通宵绘图！换热器课程设计同时也是喜获丰收的过程。努力之后有点点成就感。在整过过程中我懂 得了 “持之以恒，水滴石穿”的深刻道理。，我感觉我的理论运用于实际的能力得到了提升， 主要有以下几点：掌握了查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集) 的能力；树立了既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时 的劳动条件，在这种设计理念的指导下去分析和解决实际问题的能力；培养了迅速准确的进行工程计算的能力；学会了用