化工原理课程设计说明书换热器的设计

则采用强度焊加贴胀,(强度焊是即使焊缝有严密性,又能保证接头具有较大的拉脱力,通常是指焊缝强度等于管子轴向负荷下的强度时的焊接)。贴胀的作用主要是消除缝隙腐蚀和提高焊缝的抗疲劳性能。 由于本换热器的工作压力为低压,且为低温操作,综合考虑各种连接工艺的优缺点及使用范围最终确定采用焊接法,在焊接法连接管子与管板时,管板的硬度应该大于管子硬度,以保证在焊接时,管子发生塑性形变时,管板仅发生弹性形变。通常管子材料选用10、20优质碳钢,管板采用25、35、Q225或低合金钢16Mn、Cr5Mo等。结合本次设计,管板采用16MnR。

6.管箱的选择DN≤400mm为平盖管箱;500mm≤DN≤800mm为平盖管箱和封头管箱,推荐使用封头管箱;DN≥900mm,选择封头管箱。

(1)管箱接管位置最小尺寸,如图所示。

可按下列公式计算: 带补强圈接管

L2?不带补强圈接管

DH+hf+Cmm 2dHL2?+hf+Cmm

2上面两式中取C≥4S(S为管箱壳体厚度,mm)且≥30mm。 (2)壳程接管位置最小尺寸,如下图。

按下列公式计算:

带补强圈接管

DHL1?+(b-4)+C

2不带补强圈接管

L1?dH+(b-4)+C 2L1/L2-------壳程管箱接管位置最小尺寸,mm;

C-----------补强圈外边缘(无补强圈时,为管外壁)至管板(或法兰)与壳体链接焊缝间的距离,mm;

dH---------接管外径,mm;

DH---------补强圈外圆直径,mm。

3.折流板间距S---------补强圈外圆直径,mm。 换热器折流板间距S见下表

表三 折流板间距

L,mDN34.569≤700≤700800-1200400-11001200-18001200-1800100100150150150150//200200200200200///250250250///300300300300S///350350350//450或480450或480450或480450/////600

7.定距管

根据GB/T8163-2008流体输送用无缝钢管,采用Φ25×2.5的定距管。

常用拉杆有两种形式,见下图。

a、拉杆定距管结构,适用于换热管外径大于或等于19mm的管束;

b、拉杆与折流板为点焊结构,适用于换热管外径小于或等于14mm的管束,l1≥d;

c、当官板较薄时,也可采用其他链接形式。

本换热器采用拉杆定距管结构。 6.拉杆的选择及数量

常用的拉杆结构有:拉杆定居管结构与拉杆与折流板点焊结构。查换热器手册可得下表:

表四 拉杆的直径和数量

公称直径拉杆直径拉杆数量159-32584400-600106700-800900-12001300-15001600-1700128121012121214由公称直径可以确定拉杆直径为12。

8.支座的选取

公称直径D≥800mm的换热器,至少需要两个支座;公称直径D≥900mm的换热器,需要四个支座。支座在换热器上的位置,应根据工艺安装的要求来确定。其位置尺寸,一般按以下原则来确定。

(1)L≤30000mm时,取LA=(0.4-0.6)L;

L>30000mm时,取LA=(0.5-0.7)L; 且LB≈L丿。

B(2)LB必须满足壳程接管焊缝与支座焊缝间之距离要求,即

LB?L1?D?bc?c 2其中各个字母意义如图所示

式中:

bc的数值,按JB1167-81中的B型,其值如下表

表五

bc的数值表 单位:

mm

DpbcDgbc3254004505006007008009006810510001100120013001400150016001700180019002000105175159219273所查手册按LA≈0.6L,并使LB满足上式的要求来确定LA和LB。 9.计算每四根管子之间的面积f:

f?0.866t?2?4?d02

则f=3.959×10-4。胀接长度l1取管板厚度减3mm,即l1=40-3=37mm。所以在操作条件下,每平方米焊接周边所产生的力qp则

qp?P?f

??d0?l1所以qp=13641Pa

计算管子中的温差应力At、As:

At=0.078m2

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