论文总字数：25793字

摘 要

石油化工范畴中，冷凝器是使用十分高频、十分重要的设备，它的良好且平稳地运行将直接关系到整个石化装置的产品质量及耗能情况。尾气冷凝器作为一种十分重要的冷凝器设备，需要我们通过对它的合理设计，可以让它平稳地运行。本次毕业设计主要介绍尾气冷凝器的发展近况与强度校核过程。

本课题按照GB150-2011《压力容器》、GB/T151-2014《热交换器》等设备设计标准，对某尾气冷凝器结构进行设计，并完成了冷凝器装置设计计算书。绘制出了冷凝器装置结构的装配图、结构部件图及零件图，并使用SW6-2011软件对其主要受压元件强度进行校核，结果表明该冷凝器装置各部分元件均符合冷凝器相关国标中的各项要求。

通过完成尾气冷凝器装配图、零部件图，并对其进行校核的过程，加深了对冷凝器装备的认识和了解。

关键词：冷凝器 校核 装配图

Structure design for the gas condenser

Abstract

The condenser is an important kind of process equipment which has been widely used in the petroleum and chemical industry, and is related to the product quality and energy consumption of the whole petrochemical equipment. As an important heat exchanger, it is very necessary for the design of the gas condenser to make reasonable design in order to meet the strength and stiffness requirements. The structure design and stress intensity assessment of the condenser are mainly described.

The structure design and Design calculations instructions of the gas condenser have been completed according to GB150-2011《Pressure Vessels》, GB/T151-2014《Heat exchanger》; assembly diagram, structural parts diagram and part diagram of the gas condenser have been drawn, and stress intensity assessment of the mainly parts have been applied with the SW6-2011 software. The results show that all the mainly parts of the condenser meet the re requirements of relevant international standards

The process of completing the gas condenser assembly diagram, parts diagram and its stress intensity assessment, deepen the knowledge and understanding of the condenser equipment.

Keywords: Condenser; Assessment; Assembly diagram

目录

摘要 I

Abstract II

目录 i

1.1尾气冷凝器结构特点 1

1.2 本次任务 1

第二章 换热器性能强化技术进展简述 3

2.1研究意义 3

2.2理论基础 3

2.3管程强化 4

2.3.1螺旋槽纹管换热器 4

2.3.2波纹管换热管 4

2.3.3翅片管换热器 4

2.3.4管内插入物 5

2.4壳体强化 5

2.4.1 螺纹管 5

2.4.2螺旋折流板换热器 5

2.4.3自支承结构 6

2.4.4 折流杆 6

第三章 尾气激冷器结构设计计算 7

3.1 U形管式换热器筒体计算 7

3.1.1 计算厚度 7

3.1.2 名义厚度 8

3.1.3 液压试验 8

3.1.4 压力和应力的值由下式得 8

3.2 前端管箱筒体 9

3.2.1 计算厚度 9

3.2.2 名义厚度 9

3.2.3 液压试验 9

3.2.4 压力和应力的值由下式得 10

3.3前端管箱封头计算 10

3.3.1液压试验下进行的校核应力值 10

3.3.2 厚度及重量计算 11

3.3.3 压力和应力的值由下式得 11

3.4后端封头计算 12

3.4.1压力试验时应力校核 12

3.4.2 厚度及重量计算 12

3.4.3 压力和应力的值由下式得 13

3.5筒体法兰计算 13

3.5.1螺栓受力计算 13

3.5.2力矩的运算 14

3.5.3 对螺栓间距的校核 15

3.5.4对形状常参数的获得 15

3.5.5当设定法兰的厚度 17

3.6前端管箱法兰计算 18

3.6.1螺栓受力计算 18

3.6.2力矩计算 19

3.6.3 对螺栓间距的校核 20

3.6.4对形状常参数的获得 20

3.6.5 对法兰应力的校核 22

3.7 U形管换热器管板计算 23

3.7.1参数计算 25

3.7.2管板厚度或管板应力计算 27

3.7.3换热管轴向应力计算及校核 27

3.7.4换热管与管板连接拉脱力校核 28

3.8开孔补强计算 28

结语 44

参考文献 45

第一章 引言

1.1尾气冷凝器结构特点

换热器在工业的生产中有着举足轻重的位置，尤其对于化工产业而言，而尾气冷凝器的应用则较为显著。在工业中实现物料之间的热量传递。通常在化工厂的建设中，换热器约占投资的10%-20%。

尾气冷凝器属于U型管式换热器。属于列管式换热器的一种，换热器的工作原理是热量从高温端传递至低温端，U型管式换热器管程每根管子都弯成U形，管子的两端分别安装同一固定管板的两侧，并用隔板将封头隔成两室，每根管子都可以自动收缩，与其他管子和外壳无关，即使壳体与管子间温差很大时也使用，实际生产中循环水冷却高温气体便常用U型管式换热器，换热器列管腐蚀或泄露后可只换芯子，但不易清洗。

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