南 京 工 业 大 学 《材料工程基础》课程设计 设计题目:列管式换热器设计——

专 业:高分子材料与工程 班 级 学 号:姓 名:

日 期: 2012年 6月 18日—— 6月 29日 指导教师:叶旭初 设计成绩:日 期: 6月 29日 目 录

设计任务书 ………………………………………………………………………… 3 一 设计题目……………………………………………………………………… 3 二 设计任务及操作条件………………………………………………………… 3 三 设计要求及内容……………………………………………………………… 3 第 1章 设计方案简介 ……………………………………………………… 4 1.1 概述…………………………………………………………………………… 4 1.2 方案设计和拟定……………………………………………………………… 5 1.3 确定设计原则………………………………………………………………… 7 第 2章 固定式换热器的设计计算 ……………………………………… 7 2.1 设计计算基本步

骤…………………………………………………………… 7 2.2 确定列管换热器的形式……………………………………………………… 8 2.3 初选换热器规

格……………………………………………………………… 9 第 3章 列管式换热器的设计校核 ……………………………………… 11 3.1 换热器核

算…………………………………………………………………… 11 3.2 换热器压强降核算…………………………………………………………… 13 第 4章 辅助设备的计算与选择 ………………………………………… 15 4.1折流

板………………………………………………………………………… 15 4.2 接

管…………………………………………………………………………… 18 4.3 壁厚的确定、封头…………………………………………………………… 18 4.4.管板…………………………………………………………………………… 20 4.5换热管………………………………………………………………………… 21 4.6分程隔板……………………………………………………………………… 22 4.7拉杆…………………………………………………………………………… 23 4.8换热管与管板的连接…………………………………………………………… 24 4.9 防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图 (BI型 ……………………… 25

4.10膨胀节的设定讨论…………………………………………………………… 26 4.11换热器设计主要结构尺寸一览表…………………………………………… 26 第 5章 附图 ……………………………………………………………………… 28 4.1 工艺流程图…………………………………………………………………… 28 4.2 主体设备工艺图……………………………………………………………… 28 第 6章 设计小结 …………………………………………………… …… …… 29 参考文献 …………………………………………………… … …………… … ……… 30

列管式换热器设计任务书 (一设计题目

列管式换热器设计—— (二设计任务及操作条件

1、处理能力 列管式换热器设计—— 2、设备型式 列管式换热器 3、操作条件

(1釜残液:硫酸混合液,入口温度 20℃,出口温度 80℃

(2加热介质:蒸汽,入口温度 120℃,出口温度 100℃ (3换热器的管程和壳程压强降:不大于 0.4M Pa (4重油平均温度下的物性参数:

(三设计要求及内容

(1根据换热任务和有关要求确认设计方案 (2初步确认换热器的结构和尺寸

(3核算换热器的传热面积和管 , 壳程流体阻力 (4确认换热器的工艺结构

(5绘制列管式换热器的工艺流程图及主体设备工艺图 列管式换热器设计说明书 第 1章 设计方案简介 1.1 概述

列管式换热器是目前应用最广泛的一种换热设备,设计资料和数据比较完善,目 前在许多国家已有系列化标准,列管式换热器在换热效率,紧凑型性和金属消耗等方面 不及其他新型换热器,但由于它有结构牢靠,使用性大,材料广泛等独特特点,因而在 各种换热器的竞争中占有绝对优势

1.1.1列管式换热器的优点

列管式换热器列管式换热器又称管壳式换热器,是目前石油化工生产中应用最广泛 的一种换热器。它与其它换热器相比,主要优点是单位体积所具有的传热面积大,传热 效果好,结构比较简单,处理能力大,适应性强,操作弹性大,尤其在高温、高压和大 型装置中应用更为普遍。

1.1.2 列管式换热器种类

列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,主要有 以下几 种:浮头式换热器、固定式换热器、 U 型管换热器、填料式换热器等。

1浮头式换热器(代号 F

浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称为浮头。管子受热时,管束 连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。

图 1 浮头式列管换热器

1—管程隔板; 2—壳程隔板; 3—浮头

浮头式换热器的特点是一端管板固定在壳体与管箱之间,另一端管板可以在壳体内 自由移动。这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的,管束可以抽出,便于清洗