論文論文-U型管式換熱器設(shè)計全套圖紙

1、-PAGE . z優(yōu)質(zhì)資料U型管式換熱器設(shè)計摘要本文介紹了U型管換熱器的整體構(gòu)造設(shè)計計算。U型管換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由伸縮，無熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程采用雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好，承壓能力強(qiáng)，管束可從殼體抽出，便于檢修和清洗，且構(gòu)造簡單，造價廉價。U型管式換熱器的主要構(gòu)造包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接收、折流板、防沖板和導(dǎo)流筒、防短路構(gòu)造、支座及管殼程的其他附件等。本次設(shè)計為二類壓力容器，設(shè)計溫度和設(shè)計壓力都較高，因而設(shè)計要求高。換熱器采用雙管程，不銹鋼換熱管制造。設(shè)計中主要進(jìn)展了換熱器的構(gòu)造設(shè)計，強(qiáng)度設(shè)計以及零部件的選型和工藝設(shè)計。關(guān)

2、鍵詞：U型管換熱器，構(gòu)造，強(qiáng)度，設(shè)計計算-. z-. z-. z目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231921041中文摘要 PAGEREF _Toc231921041 h IHYPERLINK l _Toc231921042英文摘要 PAGEREF _Toc231921042 h IIHYPERLINK l _Toc231921043緒論1HYPERLINK l _Toc2319210441管殼式換熱器的類型、構(gòu)造與型號 PAGEREF _Toc231921044 h 2HYPERLINK l _Toc2319210451.1 換熱器的零部件名稱 PAGE

3、REF _Toc231921045 h 2HYPERLINK l _Toc2319210461.2 換熱器的主要組合部件 PAGEREF _Toc231921046 h 3HYPERLINK l _Toc2319210472換熱器材料選擇 PAGEREF _Toc231921047 h 4HYPERLINK l _Toc2319210482.1 選材原則4HYPERLINK l _Toc2319210493換熱器構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc231921049 h 5HYPERLINK l _Toc2319210503.1 壁厚確實定6HYPERLINK l _Toc2319210513.

4、2 管箱圓筒短節(jié)設(shè)計6HYPERLINK l _Toc2319210523.3 殼體圓筒設(shè)計7HYPERLINK l _Toc2319210533.4 封頭設(shè)計8HYPERLINK l _Toc2319210543.4.1 后封頭計算9HYPERLINK l _Toc2319210553.4.2 管箱封頭計算10HYPERLINK l _Toc2319210563.5 換熱管設(shè)計11HYPERLINK l _Toc2319210573.5.1 換熱管的規(guī)格和尺寸偏差 PAGEREF _Toc231921057 h 11HYPERLINK l _Toc2319210583.5.2 U形管的尺寸

5、PAGEREF _Toc231921058 h 12HYPERLINK l _Toc2319210593.5.3 管子的排列型式 PAGEREF _Toc231921059 h 12HYPERLINK l _Toc2319210603.5.4 換熱管中心距 PAGEREF _Toc231921060 h 13HYPERLINK l _Toc2319210613.5.5 布管限定圓 PAGEREF _Toc231921061 h 13HYPERLINK l _Toc2319210623.5.6 換熱管的排列原則 PAGEREF _Toc231921062 h 15HYPERLINK l _Toc

6、2319210633.6 管板設(shè)計 PAGEREF _Toc231921063 h 15HYPERLINK l _Toc2319210643.6.1 管板連接設(shè)計 PAGEREF _Toc231921064 h 17HYPERLINK l _Toc2319210653.6.2 管板設(shè)計計算19HYPERLINK l _Toc2319210663.7 管箱構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc231921066 h 21HYPERLINK l _Toc2319210673.7.1 管箱的最小側(cè)深度 PAGEREF _Toc231921067 h 22HYPERLINK l _Toc231921068

7、3.7.2 分程隔板 PAGEREF _Toc231921068 h 22HYPERLINK l _Toc2319210694 換熱器其他各部件構(gòu)造 PAGEREF _Toc231921069 h 23HYPERLINK l _Toc2319210704.1 進(jìn)出口接收設(shè)計 PAGEREF _Toc231921070 h 23HYPERLINK l _Toc2319210714.1.1 接收法蘭設(shè)計 PAGEREF _Toc231921071 h 23HYPERLINK l _Toc2319210724.1.2 接收外伸長度 PAGEREF _Toc231921072 h 25HYPERLIN

8、K l _Toc2319210734.1.3 接收與筒體、管箱殼體的連接 PAGEREF _Toc231921073 h 25HYPERLINK l _Toc2319210744.1.4 接收開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc231921074 h 25HYPERLINK l _Toc2319210754.1.5 接收最小位置29HYPERLINK l _Toc2319210764.1.6 殼程接收位置的最小尺寸 PAGEREF _Toc231921076 h 30HYPERLINK l _Toc2319210774.1.7 管箱接收位置的最小尺寸 PAGEREF _Toc23192

9、1077 h 30HYPERLINK l _Toc2319210784.2 管板法蘭設(shè)計 PAGEREF _Toc231921078 h 30HYPERLINK l _Toc2319210794.2.1 墊片的設(shè)計33HYPERLINK l _Toc2319210804.2.2 螺栓設(shè)計34HYPERLINK l _Toc2319210814.2.3 法蘭設(shè)計 PAGEREF _Toc231921081 h 38HYPERLINK l _Toc2319210834.3 折流板38HYPERLINK l _Toc2319210844.3.1 折流板尺寸39HYPERLINK l _Toc2319

10、210854.3.2折流板的布置39HYPERLINK l _Toc2319210864.3.3折流板的固定36HYPERLINK l _Toc2319210874.4 拉桿與定距管38HYPERLINK l _Toc2319210884.4.1 拉桿的構(gòu)造型式39HYPERLINK l _Toc2319210894.4.2 拉桿的直徑和數(shù)量39HYPERLINK l _Toc2319210904.4.3 拉桿的尺寸 PAGEREF _Toc231921090 h 40HYPERLINK l _Toc2319210914.4.4 拉桿的布置 PAGEREF _Toc231921091 h 42

11、HYPERLINK l _Toc2319210924.4.5 定距管尺寸 PAGEREF _Toc231921092 h 42HYPERLINK l _Toc2319210934.5 防沖與導(dǎo)流 PAGEREF _Toc231921093 h 42HYPERLINK l _Toc2319210944.5.1 防沖板的形式 PAGEREF _Toc231921094 h 42HYPERLINK l _Toc2319210954.5.2 防沖板的位置和尺寸 PAGEREF _Toc231921095 h 42HYPERLINK l _Toc2319210964.5.3 導(dǎo)流筒 PAGEREF _T

12、oc231921096 h 43HYPERLINK l _Toc2319210974.6 雙殼程構(gòu)造 PAGEREF _Toc231921097 h43HYPERLINK l _Toc2319210984.7 防短路構(gòu)造44HYPERLINK l _Toc2319210994.7.1 旁路擋板的構(gòu)造尺寸 PAGEREF _Toc231921099 h 44HYPERLINK l _Toc2319211004.7.2 擋管 PAGEREF _Toc231921100 h 44HYPERLINK l _Toc2319211014.7.3 中間擋板 PAGEREF _Toc231921101 h 4

13、4HYPERLINK l _Toc2319211024.8 鞍座45HYPERLINK l _Toc231921103結(jié)論46HYPERLINK l _Toc231921115參考文獻(xiàn)47HYPERLINK l _Toc231921116致48HYPERLINK l _Toc231921117附錄 英文文摘及翻譯49HYPERLINK l _Toc231921119-. z緒論能源是當(dāng)前人類面臨的重要問題之一，能源開發(fā)及轉(zhuǎn)換利用已成為各國的重要課題，而換熱器是能源利用過程中必不可少的設(shè)備，幾乎一切工業(yè)領(lǐng)域都要使用，化工、冶金、動力、交通、航空與航天等部門應(yīng)用尤為廣泛。近幾年由于新技術(shù)開展和新能

14、源開發(fā)利用，各種類型的換熱器越來越受到工業(yè)界的重視，而換熱器又是節(jié)能措施中較為關(guān)鍵的設(shè)備，因此，無論是從工業(yè)的開展，還是從能源的有效利用，換熱器的合理設(shè)計、制造、選型和運行都具有非常重要的意義。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的開展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，利用換熱器進(jìn)展高溫和低溫?zé)崮芑厥諑砹孙@著的經(jīng)濟(jì)效益。換熱器分類方式多樣,按照其工作原理可分為:直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器和間壁式換熱器三大類,間壁式換熱器又可分為列管式和板殼式換熱器兩類,其中列管式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性,在長期的操作過程中積累了豐富的經(jīng)歷,其設(shè)計資料比擬齊全, 隨著經(jīng)濟(jì)的開展，各種不同型式和種類的換熱器開展很快，新構(gòu)造、新

15、材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。近年來盡管列管式換熱器也受到了新型換熱器的挑戰(zhàn),但由于它具有構(gòu)造簡單、結(jié)實、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等優(yōu)點,列管式換熱器目前仍是化工、石油和石化行業(yè)中使用的主要類型換熱器,尤其在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中仍占有絕對優(yōu)勢。列管式換熱器適用于化工、石油、醫(yī)藥、食品、輕工、冶金、焦化等行業(yè)的液和液,汽和汽,汽和液的對流傳熱,蒸汽冷凝和液體蒸發(fā)傳熱等換熱冷凝流程。列管式換熱器是由一個圓筒形殼體及其部的管束組成。管子兩端固定在管板上，并將殼程和管程的流體分開。殼體設(shè)有折流板，以引導(dǎo)流體的流動并支承管子。用拉桿和定距管將折流板與管子組裝在一起。列管式換熱器共有三種構(gòu)造型式:固定管板式、

16、浮頭式和U形管式。固定管板式換熱器構(gòu)造簡單、緊湊、造價低，每根換熱管可以單獨清洗和更換，在構(gòu)造尺寸一樣的條件下，與浮頭式和U形管式換熱器相比，換熱面積最大。固定管板式換熱器的殼程清洗困難，適應(yīng)熱膨脹能力差，決定了固定管板式換熱器適用于換熱介質(zhì)清潔，殼程壓力不高，換熱介質(zhì)溫差不大的場合。浮頭式換熱器由于管束的熱膨脹不受殼體的約束，而且可拆卸抽出管束，檢修更換換熱管、清理管束和殼程污垢方便，因此，浮頭式換熱器應(yīng)用最廣泛，在油田儲運集輸系統(tǒng)中，60%70%的換熱器為浮頭式換熱器。形管式換熱器是管殼式換熱器的一種,它由管板、殼體、管束等零部件組成。在同樣直徑情況下,形管換熱器的換熱面積最大；它構(gòu)造簡單

17、、緊湊、密封性能高, 檢修、清洗方便、在高溫、高壓下金屬耗量最小、造價最低;形管換熱器只有一塊管板,熱補(bǔ)償性能好、承壓能力較強(qiáng),適用于高溫、高壓工況下操作。1管殼式換熱器的類型、構(gòu)造與型號1.1 換熱器的零部件名稱表1.1序號名稱序號名稱序號名稱1接收法蘭11活動鞍座部件21縱向隔板2管箱法蘭12U形換熱管22接收3殼體法蘭13擋管23導(dǎo)流筒4防沖板14固定鞍座部件24圓筒5補(bǔ)強(qiáng)圈15滑到25管箱側(cè)墊片6殼體部件16管箱墊片26凸形封頭7折流板17管箱圓筒短節(jié)27雙頭螺柱或螺栓8拉桿18封頭管箱部件28放氣口9定距管19分層隔板29螺母10支持板20中間擋板圖1.1U型管式換熱器1.2 換熱器

18、的主要組合部件換熱器的主要組合部件有前段管箱、殼體和后端構(gòu)造包括管束三局部。詳細(xì)分類見圖1.2。圖1.22 主要部件的分類及代號2換熱器材料選擇在進(jìn)展換熱器設(shè)計時，對換熱器各種零部件的材料，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的操作壓力、操作溫度、流體的腐蝕性能以及對材料的制造工藝性能等的要求來選取。當(dāng)然，最后還要考慮材料的經(jīng)濟(jì)合理性。一般為了滿足設(shè)備的操作壓力和操作溫度，即從設(shè)備的強(qiáng)度或剛度的角度來考慮，是比擬容易到達(dá)的，但對于材料的耐腐蝕性能，有時往往成為一個復(fù)雜的問題。如在這方面考慮不周，選材不妥，不僅會影響換熱器的使用壽命，而且也大大提高設(shè)備的本錢。至于材料的制造工藝性能，是與換熱器的具體構(gòu)造有著密切的關(guān)系。2

19、.1 選材原則換熱器用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、冶煉方法、熱處理狀態(tài)、許用應(yīng)力、無損檢測標(biāo)準(zhǔn)及檢測工程均按GB150-1998第四章及其附錄A的規(guī)定。換熱器的目的是為了傳熱，經(jīng)常與腐蝕性介質(zhì)接觸的換熱外表積很大，為了保護(hù)金屬部受腐蝕，最根本的方法是選擇耐腐蝕的金屬或非金屬材料。換熱器主要部件材料選擇見表2.1表2.1材料零部件材料設(shè)計壓力設(shè)計溫度許用應(yīng)力t標(biāo)準(zhǔn)管箱封頭15CrMoR8.0323128.24GB6654后封頭15CrMoR8.5273136.4GB6654筒體15CrMoR8.5273136.4GB6654管箱圓筒短節(jié)15CrMoR8.0323128.24GB6654管板0Cr18Ni10Ti4

20、.5323112.62GB4728換熱管0Cr18Ni10Ti8.0323100.4GB/T13296-2007殼程接收15CrMoPN16273105.86GB6479管程接收0Cr18Ni10TiPN16273筒體法蘭15CrMoPN6.4273GB470O-4703- 2000管程接收法蘭0Cr18Ni10TiPN16HG20592-97殼程接收法蘭15CrMoPN16323HG20592-97管箱法蘭15CrMoPN6.4273GB470O-4703- 20003換熱器構(gòu)造設(shè)計管殼式換熱器的構(gòu)造設(shè)計，必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、比溫差、結(jié)垢情況、流體的性質(zhì)以及檢修與清理等等來

21、選擇一些適合的構(gòu)造型式。對同一種型式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的構(gòu)造亦不一樣。在工程設(shè)計中，除盡量選用定型系列產(chǎn)品外，也常按其特定的條件進(jìn)展設(shè)計，以滿足工藝上的需要。U形管式換熱器僅有一塊管板，且無浮頭，所以構(gòu)造簡單，造價比其它換熱器廉價，管束可以從殼體抽出，管外便于清洗，但管清洗困難，所以管介質(zhì)必須清潔及不易結(jié)垢的物料。U形管的彎管局部曲率不通，管子長度不一。管子因滲漏而堵死后，將造成傳熱面積的損失。U型管式換熱器，使用在壓力較高的情況下，在彎管段的壁厚要加厚，以彌補(bǔ)彎管后管壁的減薄。殼程可按工藝要求裝置折流板、縱向隔板等，折流板由拉桿固定，以提高換熱設(shè)備的傳熱效果?？v向隔板是一矩

22、形平板，安裝在平行于傳熱管方向縱向隔板按工藝要求決定以增加殼側(cè)介質(zhì)流速。符號： 鋼材厚度負(fù)偏差mm，應(yīng)按相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選??； 鋼材的腐蝕裕量，mm； 厚度附加量按1第三章取，mm；對多層包扎圓筒只考慮筒的C值，對熱套圓筒只考慮側(cè)第一層套盒圓筒的C值； 圓筒或球殼的直徑，mm； 圓筒或球殼的外直徑) ,mm； 計算壓力按1第3章,MPa； 設(shè)計壓力，Mpa； 管程設(shè)計壓力，Mpa； 殼程設(shè)計壓力，Mpa； 圓筒或球殼的最大允許工作壓力，MPa； 圓筒或球殼的計算厚度，mm； 圓筒或球殼的有效厚度，mm； 圓筒或球殼的名義厚度，mm； 設(shè)計溫度下圓筒或球殼的計算應(yīng)力，MPa； 設(shè)計溫度下圓筒或

23、球殼材料的許用應(yīng)力按1第4章,MPa； 試驗溫度下材料的許用應(yīng)力按1第4章,MPa； 焊接接頭系數(shù)按1第3章；對熱套圓筒取= 1 .0；3.1 壁厚確實定殼體、管箱殼體和封頭共同組成了管殼式換熱器的外殼。管殼式換熱器的殼體通常由管材或板材卷制而成。壓力容器的公稱直徑按GB9019-88規(guī)定，當(dāng)直徑400時，通常采用管材做殼體和管箱殼體。當(dāng)直徑400時，采用板材卷制殼體和管箱殼體。其直徑系列應(yīng)與封頭、連接法蘭的系列相匹配，以便于法蘭、封頭的選型。卷制圓筒的公稱直徑以400為基數(shù)，一般情況下，當(dāng)直徑1000時，直徑相差100為一個系列，必要時也可采用50；當(dāng)直徑1000時直徑相差200為一個系列，

24、假設(shè)采用旋壓封頭，其直徑系列的間隔可以取為100。圓筒的厚度按GB150-1998第5章計算，但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表3.1.1的規(guī)定，高合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于3.1.2的規(guī)定。2 mm公稱直徑4007007001000100015001500200020002600浮頭式，U形管式810121416固定式管板式681012142 mm公稱直徑4005005007007001000100015001500200020002600最小厚度3.54.56810123.2 管箱圓筒短節(jié)設(shè)計管箱圓筒短節(jié)計算按GB150-1998第五章的有關(guān)規(guī)定；其開孔補(bǔ)強(qiáng)計算按GB150-19

25、98第八章有關(guān)規(guī)定。圓筒的最小厚度按表3.1.2的規(guī)定。設(shè)計條件見表3.1.3。部件材料設(shè)計溫度設(shè)計壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm管箱圓筒短節(jié)15CrMoR3238.0128.241.0GB665400圓筒計算：設(shè)計溫度下圓筒的計算厚度按式3-2-1計算，公式的適用圍為。 3-2-1 其中； ；=1.0帶入上式得：計算厚度：= 25.76mm設(shè)計厚度：名義厚度： ，經(jīng)圓整取= 26mm有效厚度：設(shè)計溫度下圓筒的計算應(yīng)力按式3-2-2計算： 3-2-2得 滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度= 26mm適宜。設(shè)計溫度下圓筒的最大允許工作壓力按式3-2-3計算： 3-2-3 滿足壓力要求，故取名義厚度=

26、 26mm適宜。3.3 殼體圓筒設(shè)計圓筒的厚度應(yīng)按GB 150-1998第5章計算，但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表3-1的規(guī)定，高合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表3-2的規(guī)定。設(shè)計條件見表3-4：表3-4部件材料設(shè)計溫度設(shè)計壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm殼體圓筒 15CrMoR2738.5136.41.0GB665400圓筒計算：設(shè)計溫度下圓筒的計算厚度按式3-2-1計算，其中； ；=1.0帶入3-2-1得：計算厚度：= 25.73mm設(shè)計厚度：名義厚度： ，經(jīng)圓整取= 26mm有效厚度：設(shè)計溫度下圓筒的計算應(yīng)力按式3-2計算： 得 滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度= 26mm適宜。設(shè)

27、計溫度下圓筒的最大允許工作壓力按式3-2-3計算：滿足壓力要求，故取名義厚度= 26mm適宜。3.4 封頭設(shè)計13壓力容器封頭的種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和球冠形封頭。采用什么樣的封頭要根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況來決定。此次設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，它由半個橢球面和短圓筒組成，如圖3.4所示。直邊段的作用是防止封頭和圓筒的連接焊縫出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。封頭的橢球局部經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比擬均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器

28、中應(yīng)用較多的封頭之一。設(shè)計條件見表3.4-1，表3.4-2。圖3.4表3.4-1部件材料設(shè)計溫度設(shè)計壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm管箱封頭 15CrMo3238.0128.241.0GB665400表3.4-2部件材料設(shè)計溫度設(shè)計壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm后封頭 15CrMo2738.5136.41.0GB665400符號規(guī)定： 封頭直徑，mm； 封頭外直徑),mm； 封頭曲面深度，mm； 封頭質(zhì)變高度，mm；A 封頭外表積，；V 封頭容積，；m 封頭質(zhì)量，； 計算壓力按1第3章,MPa； 最大允許工作壓力，MPa； 封頭計算厚度，mm； 封頭有效厚度，mm； 封頭名義厚度，mm；

29、 設(shè)計溫度下封頭材料的計算應(yīng)力，MPa； 設(shè)計溫度下封頭材料的許用應(yīng)力按1第4章,MPa； 焊接接頭系數(shù)按1第3章。3.4.1 后封頭計算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計算厚度按式3-4-1計算： 3-4-1其中； ；=1.0帶入式3-4-1得：計算厚度：= 25.32mm設(shè)計厚度：名義厚度： ，經(jīng)圓整取= 26mm有效厚度：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭直徑的0.15，但當(dāng)確定封頭厚度時已考慮了壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。故該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的名義厚度= 26mm適宜。橢圓形封頭的最大允許工作壓力按式3-4-2計算： 3-4-2該封頭滿足壓力要求，故取名義厚度= 26mm適宜。設(shè)計溫度下封頭的計

30、算應(yīng)力按式3-4-3計算： 3-4-3滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度= 26mm適宜。3.4.2 管箱封頭計算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計算厚度按式3-4-1計算：其中； ；=1.0帶入3-4-1得：計算厚度：= 25.35mm設(shè)計厚度：名義厚度： ，經(jīng)圓整取= 26mm有效厚度：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭直徑的0.15，但當(dāng)確定封頭厚度時已考慮了壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。故該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的名義厚度= 26mm適宜。橢圓形封頭的最大允許工作壓力按式3-4-2計算：該封頭滿足壓力要求，故取名義厚度= 26mm適宜。設(shè)計溫度下封頭的計算應(yīng)力按式3-4-3計算：滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度= 2

31、6mm適宜。由續(xù)表13查取封頭的數(shù)據(jù)見表3.4.2：封頭公稱直徑DN mm曲面高度 mm直邊高度mm邊面積A容積V質(zhì)量m管箱封頭800200500.81940.0992174.67后封頭800200500.81940.0992174.673.5 換熱管設(shè)計4符號規(guī)定：d 換熱管外徑，mm； 換熱管厚度，mm；R 彎管段彎曲半徑，mm； 彎曲前換熱管的最小壁厚，mm； 直管段的計算厚度，mm；3.5.1 換熱管的規(guī)格和尺寸偏差換熱管的長度有設(shè)計條件給定取為6m，直徑19mm，厚度=2mm；由GB13296查得換熱管的規(guī)格和尺寸偏差見表3.5.1：材料換熱管標(biāo)準(zhǔn)管子規(guī)格，mm高精度，較高精度，mm

32、管控規(guī)格，mm外徑d厚度外徑偏差厚度偏差管孔直徑允許偏差不銹鋼0Cr18Ni10TiGBA13296-20071920.2019.253.5.2 U形管的尺寸 U形管彎管段的彎曲半徑U形管彎管段的彎曲半徑R見圖3.5.2應(yīng)不小于兩倍的換熱管外徑，常用換熱管的最小彎曲半徑可按GB151-1999表11選取，取=40mm。 U形管彎管段彎曲前的最小壁厚按式3-5-1計算： 3-5-1其中，d = 19mm，R = = 40mm， = 2mm，帶入上式得：，圓整取為2.5mm3.5.3 管子的排列型式換熱管的排列主要有以下四種方式：2正三角形排列用得最普遍，因為管子間距都相等，所以在同一管板面積上可

33、排列最多的管子數(shù)，而且便于管板的劃線與鉆孔。但管間不易清洗，TEMA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，殼程需用機(jī)械清洗時，不得采用三角形排列型式。在殼程需要機(jī)械清洗時，一般采用正方形排列，管間通道沿整個管束應(yīng)該是連續(xù)的，且要保證6mm的清洗通道。圖3.5.3中a和d兩種排列方式，在折流板間距一樣的情況下，其流通截面要比b、c兩種的小，有利于提高流速，故更合理些。本次設(shè)計采用正三角形排列。3.5.4 換熱管中心距換熱管的中心距宜不小于1.25倍的換熱管外徑，根據(jù)GB151-1999表12，取換熱管中心距為S = 25mm，取分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 = 38mm。3.5.5 布管限定圓符號：b 見圖3.5.5.1，其

34、值按表3.5.5.1選取，mm； 見圖3.5.5.1，其值按表3.5.5.2選取，mm； 見圖3.5.5.1，mm； 固定管板式換熱器或U型管式換熱器管束最外層換熱管外外表至殼體壁的最短距離，見圖3.5.5.2， = 0.25d = 0.2519 = 4.75mm，一般不小于8mm，取= 8mm； 墊片寬度，其值按表3-9選取，mm； 布管限定圓直徑，mm； 圓筒直徑，mm； 換熱管外徑，mm；2b3100026004= 800mm,取b = 28mm。2700103700135取= 30mm，= 5mm，則有。布管限定圓為管束最外層換熱管中心圓直徑，布管限定圓按表3.5.5.3確定。2換熱器

35、型式固定管板式、U形管式浮頭式布管限定圓直徑得：。除了考慮布管限定圓直徑外，換熱管與防沖板間的距離也許考慮。通常，換熱管外外表與鄰近防沖板外表間的距離，最小為6mm。換熱管中心線與防沖板板厚中心線或上外表之間的距離，最大為換熱管中心距的。3.5.6 換熱管的排列原則換熱管的排列應(yīng)使整個管束完全對稱；在滿足布管限定圓直徑和換熱管與防沖板間的距離規(guī)定的圍，應(yīng)全部布滿換熱管；拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣在靠近折流板缺邊位置處應(yīng)布置拉桿，其間距小于或等于700mm，拉桿中心至折流板缺邊的距離應(yīng)盡量控制在換熱管中心距地0.51.5圍；多管程的各管程數(shù)應(yīng)盡量相等，其相對誤差應(yīng)控制在10%以，最大不得超

36、過20%。3.6 管板設(shè)計符號規(guī)定： 在布管區(qū)圍，因設(shè)置隔板槽和拉桿構(gòu)造的需要，而未能被換熱管支承的面積，；例如雙管程管板，對于三角形排列： 3-6-1 U 形管根數(shù)，管板開孔數(shù)為2n； 沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)； 換熱管中心距，mm； 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距，mm； 管板布管區(qū)面積，；三角形排列: 3-6-3 一根換熱管管壁金屬的橫截面積，； 系數(shù)，按和，查圖192； 系數(shù)，按和，查圖202； 系數(shù)，按和，查圖212； 管板開孔前的抗彎剛度，Nmm； 3-6-5 墊片壓緊力作用中心圓直徑，按1第9章，mm； 殼程圓筒和管箱圓筒直徑，mm； 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑，Mmm； 3-6-6d 換熱管外徑

37、,mm； 管板材料的彈性模量,MPa； 管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，MPa； ，對于a型連接 殼程圓筒與法蘭或凸緣的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，MPa； 管箱圓筒與法蘭或凸緣的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，MPa； 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)；對于a型連接= 0 換熱管與管板脹接長度或焊腳高度，按或2規(guī)定，mm； 管板設(shè)計壓力，MPa； 殼程設(shè)計壓力，MPa； 管程設(shè)計壓力，MPa； 換熱管與管板連接的拉脫力，MPa； 許用拉脫力，按2規(guī)定，MPa； 半徑，mm；對a型連接： 3-6-7 換熱管中心距，mm； 管板計算厚度，mm； 管箱圓筒厚度，mm； 殼程圓筒厚度，mm； 換熱管壁厚,mm； 管板強(qiáng)度削弱系數(shù)，一般可?。?管板材料泊松

38、比，?。?布管區(qū)當(dāng)量直徑與直徑2R之比； 設(shè)計溫度下，管板材料的許用應(yīng)力，MPa； 設(shè)計溫度下，換熱管材料的許用應(yīng)力，MPa；管板是管殼式換熱器的一個重要元件，它除了與管子和殼體等連接外，還是換熱器中的一個重要受壓元件。對管板的設(shè)計除了要滿足強(qiáng)度要求外，同時應(yīng)合理的考慮其構(gòu)造設(shè)計。管板得合理設(shè)計對于正確選用和節(jié)約材料、減少加工制造的困難、降低本錢、確保使用平安都具有重要意義。U型管換熱器僅有一塊管板，采用可拆式連接，管板通過墊片與殼體法蘭和管箱法蘭連接。其連接形式見圖3.6。圖3.6管板的最小厚度除滿足強(qiáng)度設(shè)計要求外，當(dāng)管板和換熱器采用焊接時，應(yīng)滿足構(gòu)造設(shè)計和制造的要求，且不小于12mm。假設(shè)

39、管板采用復(fù)合鋼板，其復(fù)合層的厚度應(yīng)不小于3mm。對于有腐蝕要求的復(fù)層，還應(yīng)保證距復(fù)層外表深度不小于2mm的復(fù)層化學(xué)成分和金相組織符合復(fù)層材料的要求。當(dāng)管板與換熱管采用脹接時，管板得最小厚度不包括腐蝕裕度應(yīng)滿足表3.6.1。假設(shè)管板采用復(fù)合管板，其復(fù)層最小厚度應(yīng)不小于10mm。并應(yīng)保證距復(fù)層外表深度不小于8mm的復(fù)層化學(xué)成分和金相組織符合復(fù)層材料的要求。換熱管外徑d，mm25255050最小厚度，mm用于易燃易爆及有毒介質(zhì)等場合d用于無害介質(zhì)的一般場合0.75d0.70d0.65d3.6.1 管板連接設(shè)計1管板與換熱管的連接對于換熱管與管板的連接構(gòu)造形式，主要有以下三種：脹接；焊接；脹焊并用，但

40、也可采用其他可靠的連接形式。a、強(qiáng)度脹接用于管殼之間介質(zhì)滲漏不會引起不良后果的情況下，脹接構(gòu)造簡單，管子修不容易。由于脹接收端處在脹接時產(chǎn)生塑性變形，存在著剩余應(yīng)力，隨著溫度的上升，剩余應(yīng)力逐漸消失，這樣使管端處降低密封和結(jié)合力的作用。一般適用設(shè)計壓力4MPa；設(shè)計溫度300；操作中無劇烈的振動，無過大的溫度變化及明顯的應(yīng)力腐蝕場合。一般要求：1、換熱管材料的硬度值一般需低于管板材料的硬度值；2、有應(yīng)力腐蝕時，不應(yīng)采用管端局部退火的方式來降低換熱管的硬度。b、強(qiáng)度焊是指保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的焊接。管子與管板的焊接，目前應(yīng)用較為廣泛，由于管孔不需開槽，而且管孔的粗糙度要求不

41、高，管子端部不需退火和磨光，因此制造加工簡單。焊接構(gòu)造強(qiáng)度高，抗拉脫力強(qiáng)，當(dāng)焊接局部滲漏時，可以補(bǔ)焊，如須調(diào)換管子，可采甩專用刀具拆卸焊接破漏管子，反而比拆卸脹管方便。不適用于有較大振動和有間隙腐蝕的場合。其構(gòu)造形式和尺寸見圖3.6.1和表3.6.1。2換熱管規(guī)格d11121141.5161.5192252322.5383453573.5換熱管最小伸出長度0.51.01.52.02.53.01.52.02.53.03.54.0最小坡口深度1.022.5注：1 當(dāng)工藝要求管端伸出長度列值如立式換熱器要求平齊或少低時，可適當(dāng)加大管板坡口深度或改變構(gòu)造型式2 當(dāng)換熱管直徑和壁厚與列表值不同時值可適當(dāng)

42、調(diào)整3 圖c用于壓力較高的工況本次設(shè)計中采用不銹鋼換熱管，通常不銹鋼管與管扳一般均采用焊接構(gòu)造，不管其壓力大小，溫度上下。采用圖3.6.1焊接形式，取= 1.5mm，= 2.5mm，= 2.0mm。管板最小厚度不小于12mm。c、對于壓力高、滲透性強(qiáng)或在一例有腐蝕性的介質(zhì)，為保證不致泄漏后污染另一側(cè)物料，這就要求管子與管板的連接處絕對不漏，或為了防止在裝運及操作過程中的振動對焊縫的影響，或防止縫隙腐蝕的可能性等，采用脹焊并用的構(gòu)造型式。脹焊并用的構(gòu)造從加工工藝過程來看，有先脹后焊，先焊后脹，焊后脹接及貼等幾種形式。3.6.2 管板設(shè)計計算 (1)換熱器設(shè)計條件：殼程設(shè)計壓力 = 4.5MPa；

43、管程設(shè)計壓力 = 4.5MPa管板設(shè)計溫度323殼程腐蝕裕量C = 0mm；管程腐蝕裕量C = 0mm管程程數(shù)為2換熱器公稱直徑DN = 800mm換熱管外徑d = 19mm換熱管壁厚= 2mm換熱管根數(shù)n = 367根據(jù)/T4717-1992 U型管式換熱器型式與根本參數(shù)選取換熱管與管板為焊接連接加持管板的殼程法蘭與管箱法蘭采用特殊設(shè)計的長頸對焊法蘭環(huán)形密封面墊片為八角墊環(huán)900/840墊片根本密封寬度，按GB 150-1998表9-1選壓緊面形狀6殼程側(cè)隔板槽深= 4mm；管程側(cè)隔板槽深= 4mm管板強(qiáng)度削弱系數(shù)= 0.4(2)各元件材料及其設(shè)計數(shù)據(jù)換熱管材料0Cr18Ni10Ti；設(shè)計溫

44、度下許用應(yīng)力= 112.62MPa管板材料0Cr18Ni10Ti；設(shè)計溫度下許用應(yīng)力=83.62MPa許用拉托力按GB 151-1999表33 (3)計算a、根據(jù)布管尺寸計算、；根據(jù)法蘭連接密封面型式和墊片尺寸計算墊片壓緊力作用中心圓直徑。由式3.6.1得：由式3.6.3得：由式3.6.6得：根據(jù)GB150第9.5.1條6.4mm= 墊片接觸面的平均直徑= 900+840/ 2 = 870mm。b、計算，以查表222得，或以查圖19，由縱坐標(biāo)軸上直接查得。，查圖查圖192，由縱坐標(biāo)軸上直接查得：=0.2742c、確定管板設(shè)計壓力因為本次設(shè)計中設(shè)備壓力高，因而對其工作條件要求高，考慮設(shè)備運行的平

45、安性，保證設(shè)備在任何情況下管程和殼程壓力同時作用，且兩側(cè)均為正壓，取管板計算厚度按式3.6.8計算。 3.6.8代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)GB151-1999 管板的名義厚度不小于以下三者之和：、管板的計算厚度或最小厚度，取大者；、殼程腐蝕裕量或構(gòu)造開槽深度，取大者；、管程腐蝕裕量或分程隔板槽深度，取大者；所以，=圓整取= 150mm管板得有效厚度整體管板得有效厚度指分程隔板槽底部的管板厚度減去以下二者之和：管程腐蝕裕量超出管程隔板槽深度的局部；殼程腐蝕裕量與管板在殼程側(cè)的構(gòu)造開槽深度二者中的較大值。d、換熱管的軸向應(yīng)力一根換熱管管壁金屬橫截面積按三種工況分別計算：只有殼程設(shè)計壓力，管程設(shè)計壓力為0；只

46、有管程設(shè)計壓力，殼程設(shè)計壓力為0；殼程設(shè)計壓力和管程設(shè)計壓力同時作用；以上三種工況下計算值的絕對值均小于換熱管設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力e、換熱管與管板連接拉脫力其中取d項計算中三種工況的絕對值最大者取，則有由此得： 。6墊片寬度校核，墊片選擇滿足條件。7螺栓設(shè)計載荷a、預(yù)緊狀態(tài)下螺栓設(shè)計載荷計算 4.2.7b、操作狀態(tài)下螺栓設(shè)計載荷計算 4.2.84.2.3 法蘭設(shè)計1法蘭力臂取，法蘭頸部斜度為1：3，則有。2法蘭載荷3法蘭力矩a、預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩計算 4.2.9b、操作狀態(tài)下的法蘭力矩計算 4.2.104法蘭設(shè)計力矩法蘭設(shè)計力矩取以下大者：4.2.11取5法蘭形狀常數(shù)查表9-51,確定以下系

47、數(shù)：T = 1.80 Z = 3.82 Y = 7.4 U = 8.13查圖9-31，得：查圖9-41，得：查圖9-71，得：假設(shè)法蘭厚度為170mm，則有： / T = 2.0421 / 1.8 = 1.13456法蘭應(yīng)力a、軸向應(yīng)力計算 4.2.12b、徑向應(yīng)力計算 4.2.13c、環(huán)向應(yīng)力計算 4.2.147法蘭應(yīng)力校核a、軸向應(yīng)力計算b、徑向應(yīng)力計算c、環(huán)向應(yīng)力計算d、組合應(yīng)力綜上所述，法蘭應(yīng)力滿足要求。8螺栓間距校核螺栓最大間距不宜超過式4.2.8計算值 4.2.15螺栓間距也滿足條件。4.3 折流板折流板的構(gòu)造設(shè)計，是根據(jù)工藝過程及要求來確定，它主要為了增加管間流速，提高傳熱效果。

48、同時，設(shè)置折流板對于臥式換熱器的換熱管具有一定的支撐作用，當(dāng)換熱管過長，而管子承受的壓應(yīng)力過大時，在滿足換熱器殼程允許壓降的情況下，增加折流板的數(shù)量，減小折流板的間距，對緩解換熱管的受力狀況和防止流體流動誘發(fā)振動有一定的作用。而且，設(shè)置折流板也有利于換熱管的安裝。折流板的形式有弓形折流板、圓盤-圓環(huán)形折流板和矩形折流板。最常用的是弓形折流板。弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形，大局部換熱器都采用單弓形折流板，本換熱器也采用單弓形折流板。4.3.1 折流板尺寸1折流板缺口高度弓形折流板缺口高度應(yīng)使流體通過缺口時與橫過管束時的流速相近。缺口大小用切去的弓形弦高占圓簡直徑的百分比來確定，缺口弦高h(yuǎn)值

49、，宜取倍的圓筒直徑。取圓缺率為0.25，則h=0.25800=200mm。弓形折流板的缺口可按圖4.3.1切在管排中心線以下，或切于兩排管孔的小橋之間。22折流板的最小厚度折流板最小厚度按表342選取。取折流板無支撐跨距了l為300mm，折流板厚度為6mm。3折流板板孔該換熱器采用不銹鋼管束，按照表352的規(guī)定，折流板管控直徑及允許偏差為：管孔直徑 = d + 0.7 = 19.7mm；允許偏差為：mm4折流板和支持板外直徑及允許偏差應(yīng)符合表412的規(guī)定公稱直徑：800mm；折流板名義外直徑：800-4.5=795.5mm；折流板外直徑允許偏差：mm折流板的布置(a)(b),(c),(c)所示

50、構(gòu)造。2折流板最小間距一般不小于圓筒直徑的五分之一，且不小于50mm，特殊情況下也可取較小的間距。換熱管在其材料允許使用溫度圍的最大無支撐跨距，應(yīng)按表422的規(guī)定。取換熱管的最大無支撐跨距為1500mm。折流板的固定折流板一般均采用拉桿與定距管等元件與管板固定，其固定形式有如下幾種：1采用全焊接方法，拉桿一端插入管板并與管板焊接，每塊折流板與拉桿焊固定。2拉桿一端用螺紋擰入管板，每塊折流板之間用定距管固定，每一拉桿上最后一塊折流板與拉桿焊接。3螺紋與焊接相結(jié)合，拉桿一端用螺紋擰入管板，然后將每塊折流板焊在拉桿上。4拉桿的一端用螺紋擰入管板，中間用定距管將折流板固定，最后一塊折流板用兩螺母鎖緊并

51、點焊固定。5聯(lián)邦德國林德公司換熱器的定距螺栓構(gòu)造的拉桿形式。定距螺栓有A/B兩種形式,A型是與管板連接的定距螺栓，兩折流板之間采用B型，該構(gòu)造安裝簡單方便，間距正確。換熱器直徑D1000mm時，每個換熱器只用兩根拉桿固定。4.4 拉桿與定距管4.4.1 拉桿的構(gòu)造型式常用拉桿的形式有兩種，見圖4.4,a拉桿定距管構(gòu)造，適用于換熱管外徑大于或等于19mm的管束，,(按表452規(guī)定；b拉桿與折流板點焊構(gòu)造，適用于換熱管外徑小于或等于14mm的管束，d；c當(dāng)管板較薄時，也可采用其他的連接構(gòu)造。本次設(shè)計采用拉桿定距管構(gòu)造。4.4.2 拉桿的直徑和數(shù)量拉桿的直徑和數(shù)量可以按表432和表442選取。選取拉

52、桿直徑為12mm。選取拉桿數(shù)量為8根。4.4.3 拉桿的尺寸拉桿的長度按實際需要確定，拉桿的連接尺寸按圖4.4.3，表4.4.3確定。2拉桿直徑d拉桿螺紋公稱直徑b101013401.5121215502.0161620602.0選取拉桿螺紋公稱直徑為12mm，為15mm，為50mm，b為2.0mm。4.4.4 拉桿的布置拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對于大直徑的換熱器，在布管區(qū)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個支承點。4.4.5 定距管尺寸定距管的尺寸，一般與所在換熱器的換熱管規(guī)格一樣。對管程是不銹鋼，殼程是碳鋼或低合金鋼的換熱器，可選用與不銹鋼換熱管外徑一樣

53、的碳鋼管做定距管。定距管的長度，按實際需要確定。本次設(shè)計選取19mm的碳鋼管做定距管。4.5 防沖與導(dǎo)流為防止殼程物料進(jìn)口處，流體對換熱管外表的直接沖刷，應(yīng)在殼程進(jìn)口管處設(shè)置防沖板。設(shè)置防沖板和導(dǎo)流筒的條件為：當(dāng)管程采用軸向人口接收或換熱管流體流速超過3m /s時，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體的不均勻分布和對換熱管端的沖蝕。對有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及氣液混合物，應(yīng)設(shè)置防沖板。對液體物料，當(dāng)殼程進(jìn)口處流體的為流體密度，；為流體流速，為以下數(shù)值時，應(yīng)在殼程進(jìn)口管處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍病非腐蝕、非磨蝕性的單相流體，2230kg/m者，b) 其他液體，包括沸點下的液體，740kg/m者。當(dāng)殼程進(jìn)出口接

54、收距管板較遠(yuǎn)，流體停滯區(qū)過大時，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒，以減小流體停滯區(qū)，增加換熱管的有效換熱長度。4.5.1 防沖板的形式 1) 防沖板的兩側(cè)焊在定距管或拉桿上，也可同時焊在靠近管板的第一塊折流板上；2防沖板焊在圓筒上；3用U形螺栓將防沖板固定在換熱管上。4.5.2 防沖板的位置和尺寸防沖板在殼體的位置，應(yīng)使防沖板周圍與殼體壁所形成的流通面積為殼程進(jìn)口接收截面積的11.25倍。防沖板外外表到圓筒壁的距離，應(yīng)不小于接收外徑的1/4。取殼程防沖板到圓筒壁的距離為60mm。防沖板的直徑或邊長，應(yīng)大于接收外徑50mm，取防沖板的變長為250mm。防沖板的最小厚度：碳鋼為4.5mm，不銹鋼為3mm。本設(shè)計選用碳

55、鋼，厚度為4.5mm。4.5.3 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒一般有導(dǎo)流筒和外導(dǎo)流筒兩種形勢。導(dǎo)流筒：導(dǎo)流筒是設(shè)置在殼體部的一個圓筒形構(gòu)造，在靠近管板的一端敞開，而另一端近似密封。在設(shè)計導(dǎo)流筒時，導(dǎo)流筒外外表到殼體圓筒壁的距離宜不小于接收外徑的1/3。導(dǎo)流筒端部到管板的距離，應(yīng)使該處的流通面積不小于導(dǎo)流筒的外側(cè)流通面積。外導(dǎo)流筒：在設(shè)計外導(dǎo)流筒時，襯圓筒外表到外導(dǎo)流筒的外表間距為：接收外徑d200mm時，間距不小于50mm； d200mm時，間距不小于75mm。立式外導(dǎo)流筒換熱器，應(yīng)在襯圓筒下端開淚孔。本次設(shè)計采用導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒外外表到殼體圓筒壁的距離為70mm。4.6 雙殼程構(gòu)造雙殼程是用縱向隔板將殼程分為

56、雙程，縱向隔板的最小厚度為6mm，當(dāng)殼程壓力降較大時，隔板應(yīng)適當(dāng)加厚?？v向隔板與管板的連接可用焊接或可拆卸連接。縱向隔板回流端的改向通道面積應(yīng)大于折流板的缺口面積。需要抽出管束的換熱器，應(yīng)在隔板的兩側(cè)與殼體的間隙處設(shè)置密封構(gòu)造，如圖4-7所示。圖4-64.7 防短路構(gòu)造在換熱器殼程，由于管束邊緣和分程部位都不能排滿換熱管，所以在這些部位形成旁路。為防止殼程物料從這些旁路大量短路，降低換熱效率，可在管束邊緣的適當(dāng)位置安裝旁路擋板和在分程部位的適當(dāng)?shù)胤桨惭b假管或帶定距管的拉桿來增大旁路的阻力，以迫使殼側(cè)介質(zhì)通過管束與換熱管流體進(jìn)展換熱。旁路擋板或擋管是否需要、需要數(shù)量以及安裝部位等，應(yīng)根據(jù)使用條件

57、和工藝計算來確定。一般應(yīng)考慮以下因素:1臥式、左右缺邊折流板換熱器，殼程物料從旁路短路的可能性較大，應(yīng)根據(jù)需要考慮安裝旁路擋板或假管。2當(dāng)殼程的傳熱膜系數(shù)大大小于管程的傳熱膜系數(shù)時，殼程傳熱膜系數(shù)起控制作用，此時安裝旁路擋板或擋管能顯著提高總的傳熱系數(shù)。3旁路面積與殼程通流面積之比愈大，旁路的泄露就愈大，安裝旁路擋板或假管的效果也愈顯著；在較小的殼體直徑DN400中安裝擋板或擋管比在較大的殼體直徑中更加有效。4旁路擋板或擋管超過一定數(shù)量后，對提高傳熱系數(shù)的作用下降，而對壓力降的影響較大。以上因素應(yīng)綜合考慮，通過計算和比擬后，再確定旁路擋板或假管的安裝問題。4.7.1 旁路擋板的構(gòu)造尺寸安裝在換

58、熱器中的旁路擋板應(yīng)與折流板焊接結(jié)實，旁路擋板的厚度可取與折流板一樣的厚度6mm，旁路擋板的數(shù)量推薦如下：公稱直徑DN500mm時，一對擋板；500DN1000mm時，兩對擋板；DN1000mm時，不少于三對擋板。本次設(shè)計采用兩對擋板。4.7.2 擋管擋管為兩端堵死的換熱管，設(shè)置于分程隔板槽反面兩管板之間，擋管與換熱管的規(guī)格一樣，可與折流板點焊固定，也可用拉桿帶定距管或不帶定距管代替。擋管的設(shè)置都是為了減少流動死區(qū)。擋管應(yīng)每隔3-4排換熱管設(shè)置一根，但不應(yīng)設(shè)置在折流板缺口處。擋管伸出第一塊及最后一塊折流板或支持板的長度應(yīng)不大于50mm。擋管應(yīng)與任意一塊折流板焊接固定。4.7.3 中間擋板在U型管換熱器中，由于受U型管最小彎管半徑的限制，U型管最中間兩排管的管間距過大，從而形成無阻力的流體通道。為了減少這種短路，使殼程介質(zhì)能有效地?fù)Q熱，可在U型管束的中間通道設(shè)置中間擋板。中間擋板可以與折流板點焊固定；也可把最里面一排的U型管傾斜布置使中間通道變窄，同時加擋管以防止流體短路