热交换器设计说明书.doc

热交换器课程设计说明书
结构设计
管箱设计
参照标准GB151-2014
壳体内径DN=450mm，材料为Q235,许用应力[δ]=125Mpa,壳体厚度δ=8mm，采用卷制。
接管
管程接管：Ф159×8，无缝钢管，材料为10号钢，L=100mm。
壳程接管：Ф219×8，无缝钢管，材料为10号钢，L=100mm。

管板
固定管板 材料为Q235 Pg=1.6Mpa，厚度b=40mm。

具体尺寸(:mm)
DN D D1 D2 D3 D4 D5 d2
450 565 530 500 447 487 450 18
螺栓规格 数量 bf b Ps Pt
M16 24 30 40 0.6 1.0
折流板
选取弓形折流板，上下缺口，材料Q235，缺口高度h=112.5mm，板间距ls=237.5mm,进出口板间距Ls,i=ls,o=260mm，厚度δ=6mm，外径Db=446.5mm，折流板数目9，经计算换热与结构均符合要求。
拉杆
材料为Q235，选用Ф=16的拉杆4根，具体位置及装配方式见装配图，一端与管板采用螺纹连接，另一端用螺母固定在折流板上。
封头
选用材料为16Mn的椭圆形标准封头，取壁厚8mm。 H=137 h=25 Di=450

分程隔板
选用材料Q235，厚度为8mm,宽450mm，长489mm，一端为和封头形状相同的圆冠，另一端为平面，分程隔板焊于管箱内。

支座(JB-T4712.1-2007）
DN450 120包角 焊制，单筋，带垫板
L1 b1 δ1 δ2 b3 δ3 弧长 b4 δ4 e L2
420 120 8 8 96 8 540 200 6 48 290

容器法兰
甲型平焊法兰：JB/T4701-2000，材料为16Mn,许用应力为16bar
DN D D1 D2 D3 D4 δ d 螺栓规格 数量
450 565 530 500 490 487 30 18 M16 20

接管法兰
板式平焊平面法兰
管程接口：PN=16bar DN=159mm A1=168.3mm
D K L C 螺栓规格 数量 B
265 225 18 20 M16 8 161
壳程接管：PN=6bar DN=219mm A1=219.1mm
D K L C 螺栓规格 数量 B
320 280 18 22 M16 8 222

旁路挡板
材料为Q235，厚度为10mm，宽度为31mm，1对，长度为1430m。
排液管及法兰
管子采用ø32×6 的无缝钢管，L=100m，材料为Q235，法兰材料为16Mn。
DN A1 D K L n Th C B1
32 38 120 90 14 4 M12 16 39
定距管
管子采用ø25×2.5 无缝钢管，材料为Q235。

热补偿计算
（1） 管壁平均温度
管内壁温度

管外壁温度

管壁平均温度
tw=(tw1+tw2)/2=
壳壁平均温度
壳壁热流量

热流密度

壳壁温度

壳壁平均温度
ts=ts,=
(2) 管壁与壳壁温差

（4）由压力引起的轴向力

壳体截面积

管侧截面积

弹性模数

壳体应力

管子应力

温差引起的轴向应力

管子自由伸长量

壳体自由伸长量

因为

壳体温差产生的轴向力

管侧温差产生的轴向力

壳体轴向合成应力

管子轴向合成应力

（6）拉脱力

（7） 因采用焊接法

五、 参考文献
1. 史美中，热交换器原理与设计（5版），南京：东南大学出版社，2014.7
2. 中华人民共和国国家标准，压力容器，GB 150-2011
3. 中华人民共和国国家标准，热交换器，GB/T 151-2014
4. 中华人民共和国国家标准，热交换器型式与基本参数 第2部分：固定管板式热交换器，GB/T 28712.2-2012
5. 钱颂文，热交换器手册，北京：化学工业出版社，2002.8
6. 中华人民共和国国家标准，无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差，GB/T 19753-2008
7. 中华人民共和国行业标准，压力容器封头，GB/T 25198-2010
8. 中华人民共和国行业标准，容器支座，JB/T4712-2007
9. 中华人民共和国行业标准，压力容器法兰，JB/T4700-4707-2000
10. 中华人民共和国化工行业标准，钢制钢管法兰、垫片、紧固件，HG 20592～20635-2009
11. 中华人民共和国国家标准 ,压力容器波形膨胀节，GB16749-1997