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摘 要

换热器扮演着一个重要的角色，广泛的被应用在石油，食品，化工等工业生产上，它能够将热量在热流体和冷流体之间变换。

本课题要求设计一个单管程单壳程的固定管板式换热器，跟其他不同的换热器相比，它的优点很突出，主要表现在：加工方便，结构简单，造价低；结构紧凑，在一模一样大的壳体直径内排管可以达到最多，而且可以用不同的材质；它处理介质既包括有相变，也包括无相变介质。

本设计的主要内容是参考GB/T 151-2014《热交换器》，GB150-2011《压力容器》，《过程设备设计》，《化工原理》等文献对换热器的封头，筒体，管箱，换热管，接管，折流板，支座及管其他附件进行设计与校核。本毕业设计主要包括四个方面：1、文献综述；2、热力计算；3、强度校核；4、CAD作图。

关键字：换热器 固定管板 压力容器

The design of flash column vaporizer

ABSTRACT

Heat exchanger plays a great role. It is wildly used in food, the chemical and other production. It can change the heat between heat fluid and cold fluid.

This topic design requirement for a fixed tube sheet heat exchanger, compared with several other heat exchanger is concerned, it has the following advantages: convenient processing, simple structure, low cost; compact structure, in the same casing diameter pipes up to can use a variety of materials, heat exchange tube; processing medium including phase transition and transformation of all sorts of medium of heat transfer process.

The main content of this design is according to GB/T 151-2014 "heat exchanger", GB150-2011 "pressure vessel", "process equipment design", and "principles of chemical industry" to design and verification the head, cylinder, tube box, heat exchange tube, nozzle, folded plate, support and other accessories. The heat exchanger design mainly includes the following four parts: literature review, heat transfer process calculation, strength check and CAD drawing.

KEYWORDS: Heat exchanger ; Fixed tube sheet;Vaporizer; Pressure vessel

目录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及目的 1

1.2 工艺简介 2

1.2.1 蒸发器工作原理 2

1.2.2 失效形式以及与其他换热器的对比 2

1.3 最新研究进展及发展趋势 3

1.4 设计主要流程 4

第二章 热力计算 5

2.1 原始数据 5

2.2 设计方案的确定 5

2.2.1 换热器类型的选择 5

2.2.2 冷热流体通道选择 5

2.2.3 流速的选择 5

2.2.4 设备的结构形式 6

2.3 工艺计算 6

2.3.1 热流量 6

2.3.2 平均传热温差计算 6

2.3.3 平均传热温差校正及壳程数 6

2.3.4 传热面积 7

2.4 工艺结构尺寸 7

2.4.1 管径和管内流速 7

2.4.2 壳体内径 8

2.4.3 折流板选择及参数计算 8

2.4.4 接管参数计算 9

2.5 换热器核算 9

2.5.1 热流量核算 9

2.5.2 壁温计算 12

2.5.3 压力降的计算 12

第三章 结构设计与强度计算 15

3.1 换热管的规格与材料 15

3.2 确定筒体直径 15

3.3 筒体壁厚的确定 15

3.4 液压试验 16

3.5 封头的设计与校核 17

3.6 法兰的选择 18

3.6.1 设备法兰的选择 18

3.6.2 接管法兰的选择 18

3.7 管板的设计 19

3.8 折流板的选择 28

3.9 拉杆和定距管的确定 29

3.10 管箱短节壁厚的计算 29

3.11 分程隔板厚度选取 30

3.12 支座的选择及应力校核 30

3.12.1 支座的选择 30

3.12.2 鞍座的应力校核 31

第四章 结论与展望 33

参考文献 34

致谢 36

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及目的

换热器是一种节能设备在不同温度下的一种节能设备之间的换热器。它可以使热传递的流体温度高，流体温度低，流体温度达到所需的目标过程，以满足工艺条件的需要，而且还提高了主要设备的能源利用率。

换热器是一种重要的换热设备，在石油化工以及能源工业领域有着很多的应用。所有换热器在工业生产和基础研究将继续探索和努力改善和优化性能的热交换器，研究和开发各种各样的换热器，其中，管壳式换热器由于其易于制造，生产成本低，可靠性高，目前以及很长一段时间将仍然占据主导地位^[2]。

换热器的应用领域在不断扩大，随着节能技术的飞速发展，在使用换热器的余热回收和利用的处理上，给公司带来了很多利益。热交换器,使用最广泛的换热器,国民经济和工业生产,随着现代新技术的发展,新材料、新技术和能源危机，世界各国对石油化工的深加工和综合高效利用能源的首要地位，因此换热器面临巨大挑战。换热器的性能在能源效率、产品质量、可靠性、经济性等全套设备或系统中起着重要的作用，有时起着决定性的作用。

在蒸发器行业的调查中我们发现，蒸发设备制造商在加强技术创新人才队伍建设，其能力建设和科技创新投入的同时，更加注重对大学和科研院所的知识资源和人才优势的整合。把这一技术作为大学的一门专业^[1]。

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