换热器设计任务书.doc

过程装备与控制工程专业

综合课程设计任务书

课程设计名称：换热设备设计

学 院
专 业
班 级
姓 名
指导教师

2014年2月

换热设备设计

设计者姓名： 班级： 学号：
指导教师： 日期： 年 月 日
一、设计内容
管壳式换热设备设计的内容包括工艺设计和机械设计两方面。本课程设计是把工艺参数、尺寸作为已知条件，在满足工艺条件的前提下，对换热设备进行强度、刚度及稳定性计算，并从制造、安装、检修、使用等方面出发进行结构设计。
二、设计参数和技术特性指标（见后表）
三、设计要求
在阅读了设计任务书后，按以下步骤进行换热设备的机械设计。
1了解设计条件；
2选材；
3按设计压力计算壳体和管箱壁厚；
4管子与管板连接结构设计；
5壳体与管板连接结构设计；
6管板厚度计算；
7折流板、支持板等零部件的结构设计；
8换热管与壳体在温差和流体压力联合作用下的应力计算；
9管子拉脱离和稳定性校核；
10判断是否需要膨胀节，如需要，则选择膨胀节结构型式并进行有关的计算；
11接管、接管法兰、支座等的选择及开孔补强设计等。

换热设备设计任务书
简图与说明

设计参数及要求

壳程
管程
工作压力，MPa
1.43
1.53
设计压力，MPa
1.57
1.68
工作温度，℃
310
420
设计温度，℃
310
420
介质

碱洗气
变换气
管/壳程数
1
1
传热面积，m2
70
公称直径，mm
800
传热管直径，mm
38
传热管长度，m
3
传热管根数，根
205
腐蚀情况
微弱
设计寿命

接管表
符号
公称尺寸DN
连接面形式
用途
a
400
凹面
变换气
b
250
凹面
碱洗气
c
250
凹面
碱洗气
d
400
凹面
变换气
e
1/2”
螺纹
排水口

过程装备与控制工程专业

综合课程设计指导书

换热设备设计

中国石油大学（北京）化学科学与工程学院
过程装备与控制工程系
2014年2月修订

1 专业综合课程设计的目的
专业综合课程设计是专业教学计划中的重要组成部分。课程设计所涉及到的课程主要有化工原理、工程材料、金属焊接、过程设备设计、过程装备控制技术、过程装备成套技术等。在课程设计过程中通过综合运用所学到的专业知识独立完成典型化工设备的全部机械设计，包括设计参数的确定、标准和通用零部件的选用、主要零部件的材料选择、结构设计、强度设计及稳定性校核、施工图的绘制和技术要求的编写等，获得一次工程设计的实践训练，了解石油化工设备工程专业设计的一般方法，熟悉有关的设计标准和规范，了解设备的主要结构，熟练掌握化工设备图的基本绘图特点和技巧。
本课程设计以石油炼制过程中主要的工艺设备换热器为设计对象，进行工艺设计和机械设计的全面训练。
2 专业综合课程设计的任务
2．1 题目
换热设备设计
2．2 设计内容-设计说明书部分
2．2．1 工艺流程分析
通过工艺流程图，分析所设计换热器在工艺流程中的作用。
绘制工艺流程图，论述流程主要设备的工作原理和作用。
2．2．2 换热设备设计
（1）原始设计数据
（2）换热设备的结构设计
总体结构包括管箱、管板、壳体、折流板或支承板、定距管、拉杆、分程隔板、接管、支座等。
（3） 材料的选择
（4） 连接结构设计
（5） 应力计算与稳定性校核
壳体强度和稳定性的校核，开孔补强，裙座和地脚螺栓的校核，裙座和壳体焊缝的校核，水压试验的强度和稳定性校核计算等。
2．3 设计内容-图纸部分
（1）换热器总图，合标准图1#图1张。
（2）零件图2张，合标准图1#图1张。
3 专业综合课程设计说明书的格式和要求
3．1 设计计算说明书包含的内容和基本要求
设计计算说明书包括前言、目录、摘要、设计任务书，结构设计和说明，材料的选择和依据，焊接结构的确定和工艺，机械设计计算、主要设计参数确定的依据、统计图表、经济技术评价。并要装订成册，装订线位置在左侧，不允许在页眉装订。
说明书一般以前言开始，以下为正文，正文要分章、节。每一章都要另起一页。章、节的多少各人根据实际情况确定。但各章的章、节编排格式和版面安排必须前后统一，并做到层次清楚。章用1位数表示，节用2位数表示，小节用3位数表示，序数可用加括弧或半括弧的数字，也可用外文字母表示。两位以上的节号数字间都要加点号，如2．2，2．2．2等。章居中，序数后退2格开始。
（1）封面：说明书的封面应提供必要的信息，如设计类型——课程设计与所属课程、设计题目、设计人姓名、指导教师、设计者所在班级名称、设计完成的时间等，封面设计要美观、有内涵。
（2）前言：前言是设计说明书的概述，简要说明题目的背景，设计的性质。对设计对象的已有成果、发展前景、设计内容作简单评述和说明。简要说明设计的特点和先进性及其在工艺过程中的地位。
（3）目录：目录是全书内容的纲要。一般包括序言、篇、章、节、小节、参考文献，附录及索引等。
（4）摘要：摘要是说明书的简要陈述，以尽量简短明确文字将课程设计的主要内容表述清楚。字数约300～500字，字数虽不多，但要让人读了摘要就可了解设计所包括的主要内容和取得的主要成果。摘要用第三人称，可不使用“本文”，“作者”等主语。摘要单独1页。在摘要的下面还要列出关键词。关键词是反应说明书主题内容的规范化单词或术语。关键词一般选3~5个，最多可达8个。
（5）设计任务书：列出题目，给定的设计参数，要求完成的设计计算和图纸清单。
（6工艺流程分析：通过工艺流程图，分析所设计分馏塔在工艺流程中的作用。
（7）设备设计：有结构设计，材料的选择，主要受力零件的强度设计计算。结构设计主要用图形表示，对某些图形表达尚不能充分反应设计思想的问题，在说明书中用文字或文字结合简图予以说明。材料部分主要是说明为什么选该种材料。强度设计计算根据国标GB150-98《钢制压力容器》中的方法执行。主要技术要求，验收方法等。
（8）结束语：对设计中的收获、感想、某些不足和对以后改进设想做简要叙述。
（9）致谢：作者在设计过程中得到了某些组织和个人的特别指导和帮助在说明书末特意表示感谢。
（10）参考文献：在课程设计计算过程中引用的结论、理论公式、应用的数据图表都应以参考文献的形式标明出处。参考文献应以出现的先后顺序编号，并应在引用处用方括号注明顺序号。如某公式引自参考文献[6]，在该公式第一次出现时，在公式的右上角用[6]注明。参考文献的著录不能随意书写，必须按一定的著录格式。下面对著作和论文各举一种著录格式为例
著作：作者姓名；书名．出版社所在城市：出版社名，出版年．页码。
X X X，X X X．天体物理学．北京：高等教育出版社，2000年10月：78-98
论文：作者姓名．论文题目．期刊名称，出版年，卷号(期号)：页码
X X X．压力管道安全技术现状．化工机械，1997，17(3)：18-22
3．2 设计计算说明书页码编排
说明书一律用阿拉伯数字编排页码，封面不编页码，目录可单独编排。页码在各页的位置必须相同。
3．3 设计计算说明书图表编排
说明书中的图表按出现的先后编号，如图表较多，还可以分章编号。若分章编号要用两部分数字表示，前面为章编号，后面为该章图表的顺序号，中间用点或短横隔开，如第3章第12个图表示为图3—12，或3．12。
插图编号和名称放在图形的下面；表格编号和名称放在表格的上方。
表格的左、右边框线不要，表格内同一栏的数值，上、下行的小数点和数字必须对齐。表格要跨页时，在第2页的表格上方要标出“续表”字样，续表的表头不能省略。
3．4 说明书计算内容的编排格式
说明书计算内容的编写格式一律为3行，第l行公式，第2行填入与公式中符号相对应的数值，第3行结果。代人公式的数据不带单位符号，但计算结果应写清单位。
3．5 计量单位的使用
计量单位一律使用中华人民共和国法定计量单位。在文本中与数字连用的单位和明确表示单位时才使用符号。如质量122kg、长度12m等。文字中列有多个相同单位的数字时，可只在最后一个数字的后面标出单位符号。如3根管子的长度分别为1.30m、2.51m、5.45m，可以写成1.30、2.51、5.45m。
图表中用符号表示的物理量所带的单位，应符合GB3101的规定。一般将单位列在符号后面并用斜杠隔开，如p／MPa、m／kg、L／mm等。
3．6 数字书写应注意的事项
数字的书写要注意有效位数的表示，标明量的数值必须反映出所需的精度。如级差为0.25的数列，其中的每一个数均应精确到小数点后两位。如：1.50、1.75、2.00；不能写成1.5、1.750、2。
数值的位数较多，且尾数含多个“0”或纯小数的小数点后含多个“0”时，可应用10n表示。但必须将有效位数全部写出。如250000、0.0000317，当有效位数定为2位时写成25104、0.3210-4；有效数位定成3位时,应写成250103、0.31710-4。
4 专业综合课程要求
课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节，每一步都要独立完成。鉴于装置设计涉及的面很宽，一个人在短时间内不可能独立完成全部设计，但为了使大家对生产装置设计能有一个较全面的认识，整个设计以班作为设计单位，分工协作，相互配合，让大家亲自体验一下参加大型设计工作的感受，但不能相互照抄。课程设计的时间为3.5周。详见附录1《教学管理规范》。
5 考核与评分
学生在答辩前必须按预定要求完成全部设计任务。所有文件装订成册。图纸按规定折叠。经过指导教师的审阅同意后，可以进行答辩。评分的另一重要依据是设计的进度、独立工作能力，设计计算说明书和图纸的质量，答辩情况等。详见附录2《成绩评定办法》。
６时间与地点
1. 时间：1-3.5周，共3.5周。
具体安排如下：
2月24日
讲述设备设计的主要内容，借书和资料。
2月25日～27日
测绘并设计小储罐。
2月28日～3月7日
确定设计参数，进行设备设计计算。
3月8日~15日
绘制总图和零件图。
3月15日～3月18日
编写计算说明书；准备答辩。
3月19日
答辩。

2. 地点：计算机系机房。
3. 设计结束后需要学生提交的资料。
（1） 设备总装配图1张和设备零部件图2张（合1#标准图1张）。
（2） 计算说明书。
备注：图纸全部计算机绘制并打印出图，说明书必须手写。

过程装备与控制工程系
2014年2月