据冷热流体热量交换的原理和方式，基本可分三大类，即间壁式混合式和蓄热式。间壁式换热器中的型管式换热器在化工生产中较为常用。本设计是关于型管换热器的设计，用冷却水冷却低压蒸汽。根据最新的技术标准，结合传统的设计方法，经过结构设计强度校核以及换热器的制造检验安装维修等步骤，完成了该设计。其中结构设计主要包括管箱圆筒管板折流板防冲挡板旁路挡板接管和法兰容器法兰支座等的设计强度校核包括筒体封头垫片管箱短节开孔补强法兰管板的校核。关键词换热器型管设计校核蒸汽凝液冷凝器，吉林化工学院毕业设计摘绪论设计任务书第章壳程圆筒计算计算条件厚度及重量计算压力实验时应力校核压力及应力计算第二章前端管箱筒体计算计算条件厚度及重量计算压力试验时应力校核压力及应力计算第三章前端管箱封头计算计算条件厚度及重量计算压力计算第四章后端管箱封头计算计算条件厚度及重量计算压力计算第五章筒体法兰计算设计条件螺栓受力计算力矩计算螺栓间距校核形状常数确定法兰应力校核第六章前端管箱法兰计算设计条件螺栓受力计算力矩计算螺栓间距校核形状常数确定法兰应力校核第七章管板及换热管计算管板设计条件管板各个参数换热管蒸汽凝液冷凝器计算条件参数计算管板厚度或管板应力计算型换热管轴向应力计算及校核换热管与管板连接拉脱力校核第八章开孔补强计算接管设计条件开孔补强计算接管设计条件开孔补强计算接管设计条件开孔补强计算设计小结参考文献吉林化工学院毕业设计绪论换热器及其研究现状换热器是种广泛使用的工艺设备，在炼油化工行业中是主要的工艺设备之。因此，换热器的研究倍受重视。从换热器的设计制造结构改进到传热机理的实验研究直都在进行。换热器是节约能源的有效设备，在七十年代发生能源危机以来，更是倍收重视。近年来换热器及其传热技术的现状目前世界上每年发表的有关传热及换热设备方向的文献约在六千篇以上，研究的重点是传热机理传热强化两相流模拟及测试技术计算机应用和开发以及与能源利用和环境保护有关的新型高效换热器。种新的动向从数学模拟出发，用数学方法推导出精确的计算公式。计算机的应用应用计算机不仅节省人力，提高效率，而且可进行最优化设计和控制，使其达到最大技术经济性，例如美国帕斯卡炼油厂常减压装置的原油换热系统，采用了换热系统的最佳设计及其改进措施，平均传热系数达到卡平方米小时度。传热分析应力分析信息储存与检索，以及模拟和控制均编有程序，有些程序从工艺设计开始直到绘出图纸只需要十几分钟即可完成。高温高压换热器的进展随着工艺的进展和大型装置的出现，大型高压换热器的使用越来越多，炼油厂加氢换热器就是个例子。今年来，高温高压换热器的结构材料和制造方面都有些发展，管箱结构和密封结构均有些改进，管子进口区的热防护获得些改善。大力发展的振动的研究换热器大型化的个复杂的问题就是管束的震动。大型换热器在高速下极易产生振动，使管子破裂，损坏设备的基础和管路，同时产生噪音。关于振动问题，人们正在大力的进行研究，现以能够预测振动的自振频率，在设计中可以确定适宜的流速范围，以防止流体的激振。在设计上也采用些防振措施克服管件的振动，延长使用寿命。发展强化传热管蒸汽凝液冷凝器传热管是管壳式换热器的主要传热元件，国外对传热管的研究十分重视，通过改进传热管的性能，提高换热管的性能，强化传热管的方法主要有两种是尽量扩大传热面积，但又不过分增大流体阻力。如将管子内外表面轧制成各种不同的表面形状，如翅片管螺纹管等。另种是改善传热表面的性能，使之符合传热机理的要求，有充分发挥其特点。如单双面纵槽管周向波纹管螺旋波纹管等。采用新材料由于工艺条件的要求，新材料被广泛应用。在换热器制造中，钛具有很高的抗腐蚀性能，高的强度极限和屈服极限，且比重小，重量轻，又有定的抗污塞性，在西德的含氯溶液中采用了钛制换热器，在炼油厂中使用了钛制冷却器和冷凝器。渗铝管换热器及镀锌管换热器的使用也日益增多，非金属方面最具有代表性的材料是聚四氟乙烯材料，它的抗腐蚀性抗污性能好，得到了广泛的应用。热管换热器的使用换管是用小的表面积传递大的热量，体现了种优良的设计方法。热管是六七十年代中期在宇航工业中发展起来的新型传热元件，于七十年代进入民用工业，由于具有高效率压力小结构简单紧凑性好等优点，发展叫我迅速。年美国卡特斯堡炼油厂的重整加热炉上使用了热量为万小时的热管换热器。考虑加工造价清洗三方面因素，所以选择形管换热器作为我的设计类型。型管换热器它是将管子弯成形，管子两端固定在同块管板上。由于壳体与管子分开，可以不考虑热膨胀。因形管式换热器只有快管板，且无浮头，所以结构简单，造价比其它换热器便宜，管束可以从壳体内抽出，管外便于清洗，但管内清洗困难，所以管内的介质必须清洁及不易结垢的物料。由于传热管的结构形式关系，管子的更换除外侧层外，内部管子大部分不可能更换，管束中心部分存在空隙，所以流体易走短路，影响传热效果。而且管板上排列的管子较少，结构不紧凑。型管的弯路部分曲率不同，管子长度不，因而物料分布不如固定管板式换热器均匀。管子因渗漏而堵死后将造成传热面积的损失。型管式换热器，般使用于高温高压的情况下。尤其使用在压力较高的情况下，在弯管段的壁厚要加厚，以弥补弯管后管壁的减薄。吉林化工学院毕业设计如壳程需要经常清洗管束，则要求采用正方形排列，般情况下都按三角形排列，管程为偶数程壳程内可按工艺要求装置折流板，纵向隔板等，折流板由拉杆固定，以提高换热设备传热效果。纵向隔板是矩形平板，安装在平行于传热管方向纵向隔板按工艺要求决定。以增加壳侧介质流速。设计任务书设计题目蒸汽凝液冷凝器设计设计要求型式与规格卧室，换热面积壳程进口低压蒸汽操作温度，设计温度操作压力，质量流率出口凝液操作温度，设计温度操作压力，质量流率管程进口冷却水操作温度，设计温度操作压力，质量流率出口冷却水操作温度，设计温度操作压力，质量流率蒸汽凝液冷凝器第章壳程圆筒计算计算条件计算压力设计温度内径材料热轧板材钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数厚度及重量计算由表查得试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点计算厚度由式知有效厚度名义厚度重量吉林化工学院毕业设计压力实验时应力校核试验压力值由式知压力实验允许通过的应力水平试验压力下圆筒的应力由式知由于校核条件是所以符合压力条件合格压力及应力计算最大允许工作压力由式知设计温度下计算压力由式知校核条件是验证合格蒸汽凝液冷凝器第二章前端管箱筒体计算计算条件计算压力设计温度内径材料热轧板材钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数厚度及重量计算查表得试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点计算厚度由式知有效厚度名义厚度重量压力试验时应力校核试验压力值由式知吉林化工学院毕业设计压力试验允许通过的应力水平试验压力下圆筒的应力由式知由于校核条件是所以符合压力条件合格压力及应力计算最大允许工作压力由式知设计温度下计算压力由式知校核条件是验证合格第三章前端管箱封头计算计算条件计算压力设计温度内径蒸汽凝液冷凝器曲面高度材料热轧板材钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数厚度及重量计算查表得试验温度许用应力设计温度许用应力计算厚度由式知名义厚度有效厚度最小厚度满足最小厚度要求合格重量压力计算最大允许工作压力由式知满足条件要求合格吉林化工学院毕业设计第四章后端管箱封头计算计算条件计算压力设计温度内径曲面高度材料热轧板材钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数厚度及重量计算查表得试验温度许用应力设计温度许用应力计算厚度由式知名义厚度有效厚度最小厚度满足最小厚度要求合格重量蒸汽凝液冷凝器压力计算最大允许工作压力由式知满足条件要求合格第五章筒体法兰计算由压力容器设计手册第页知，。先假定公称压力。取用材料为。可由压力容器设计手册第页知道。可以选取长颈对焊法兰或乙型平焊法兰。又由压力容器设计手册知道。这两种法兰最大允许工作压力均小于。所以选取不合格。选取时长颈对焊法兰的最大允许工作压力为。乙型平焊法兰的最大允许工作压力为。这里选取长颈对焊法兰。法兰相关尺寸可由压力容器设计手册第页查得。设计条件设计压力计算压力设计温度轴向外力载荷外力矩壳体材料名称热轧许用应力法兰材料名称许用应力螺栓材料名称吉林化工学院毕业设计许用应力公称直径螺栓根径数量个垫片材料类型软垫片非金属垫片由第页知结构尺寸外内压紧面形状，内外外螺栓受力计算预紧状态下需要最小螺栓载荷由式知操作状态下需要最小螺栓载荷由式知所需螺栓总截面积蒸汽凝液冷凝器，实际使用螺栓总截面积力矩计算由表知内压螺栓预紧情况下计算力矩与中大者螺栓间距校核实际间距由表知吉林化工学院毕业设计最小间距由式知最大间距形状常数确定由表知由查表得得整体法兰查图和图查图由得