论文总字数：28862字

摘 要

本设计是一固定管板式换热器。该设计的设备作用是冷却三氧化硫达到工艺要求的温度。三氧化硫走管程，空气为壳程介质。

本设计已知条件是管程和壳程的流体、进出口温度和工作压力，管程流体的质量流量和传递的热量。以已知条件为基础，先进行热量衡算再进行结构选型，从而完成装置的设计计算。随后按照装置的设计计算结果，绘制总装图、构件图和零件图。最后，按照相应的规范GB/T151-2014《热交换器》中的II级进行制造和验收，采用了SW6-2011V3.1进行了强度校核。本设计设备接受《压力容器安全技术监察规程-2011》的监督。

关键词： 三氧化硫 换热器 空气 固定管板

Design of fixed tube plate heat exchanger

Abstract

This design is a fixed tube plate heat exchanger. The function of the equipment is to cool the sulfur trioxide to the required temperature. Sulfur trioxide goes through the tube and the air is the medium of the shell.

The known conditions of this design are the fluid, inlet and outlet temperature and working pressure, the mass flow rate and heat transfer of the fluid in the pipe and shell. Based on the known conditions, heat balance calculation was carried out first and then structure selection was carried out, so as to complete the design calculation of the device. Then according to the design calculation results of the device, draw the assembly diagram, component diagram and part diagram.Finally, in accordance with the corresponding specification GB/T151-2014 "heat exchanger" in the manufacture and acceptance of the second level, using SW6-2011V3.1 strength check. The design equipment is subject to the supervision of Pressure Vessel Safety Technology Supervision Regulations - 2011.

Key words: Sulfur trioxide; Heat exchanger; Air; Fixed tube sheet

目 录

摘 要 I

Abstract I

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2我国换热器的发展历史 2

1.3国内研究现状 3

1.4换热器的未来发展 3

第二章 换热器设计 5

2.1基本数据 5

2.2给定温度和物理性质参数 5

2.3计算平均温差 5

2.4计算壳程物料的质量流量 6

2.5计算传热面积 6

2.6设计换热器的结构 6

2.7换热器中管程的传热和管程的压降 7

2.8换热器中壳程处的传热与壳程处的压降 8

2.9换热器总体的传热系数 10

2.10换热器传热面积和壁温的核算 10

第三章 换热器结构设计 13

3.1 换热器的详细结构设计 13

3.2 确定换热器中壳体和管箱的厚度 13

3.2.1计算壳体圆筒部分的厚度 13

3.2.2 计算换热器中管箱的厚度 13

3.3 计算开孔补强 14

3.3.1 壳体上开孔补强计算 14

3.3.2 前端管箱开孔补强计算 15

3.4换热器的水压试验 16

3.5 换热器中的换热管 17

3.6 换热器中管板设计 17

3.7 换热器中的折流板 17

3.8 换热器中的拉杆与定距管 17

3.8.1换热器中 拉杆的直径、数量及布置 17

3.8.2 换热器的定距管 18

3.9 立式换热器的载荷分析 18

3.9.1 质量载荷 18

3.9.2 偏心载荷 18

3.9.3 地震载荷 19

3.9.4 风载荷 19

3.10 换热器的工艺装置投资估算 19

第四章 结语 23

参考文献 24

致 谢 50

第一章 绪论

1.1前言

换热器是一种用于在不同温度下的两种或两种以上的流体之间传递和交换热量的设备。它是工业生产中最重要的也是不可或缺的一种设备。换热器是各种设备或系统的基本要素，包括汽车、计算机、电源和加热或冷却设备^[1]。

在生产实践中，换热器可用于大多数的能源利用系统，并且其也是传统意义上化学工业生产中用于热量的交换和传输的不可缺少的一种设备^[2]。新时代赋予换热器新的形态：用于日常生活供暖的加热散热器、涡轮装置中的蒸汽机、笔记本电脑里的热管和太空火箭上的油冷却器都是换热器的一种形态。鉴于换热器拥有如此广泛的应用，提高换热器的性能就显得尤为重要。这其中，提高换热器的换热效率往往被认为是提高换热器性能的关键因素^[3]。经过长期不懈的努力，现代研究人员提出了多种不同的主动和被动地增强换热器换热效率的技术，以提高换热器的性能。在化工、食品、制药、石油、轻工、能源乃至军事等领域的工业生产实践中，实现诸如加热和冷却的热量交换，都是常见的生产需求^[1][4]。这些过程与热量传递密切相关，因此可以通过换热器进行。随着产业结构升级，不同类型的换热器发展迅速，换热器的新结构、新材料不断涌现^[2][5]。我国对于换热器的研究和设计经历了一个从无到有，从有到优的过程。为适应发展的需要，我国制定了各种换热器的标准^[3][6]。我国的GB/T-151标准与欧盟的EU 13445标准、美国的ASMEPCC-2标准共同为换热器行业最广泛使用的行业标准^[1]。

图一 固定管板式换热器

请支付后下载全文，论文总字数：28862字