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3.7.1 拉杆的结构形式 28
3.7.2 拉杆的直径、数量及布置 28
3.7.3 定距管 29
3.8 防冲板 29
3.9 法兰与垫片 29
3.9.1 固定端的壳体法兰、管箱法兰与管箱垫片 29
3.9.2 外头盖侧法兰、外头盖法兰与外头盖垫片、浮头垫片 30
3.9.3 接管法兰型式与尺寸 31
3.10 钩圈式浮头 32
3.10.1 浮头盖的设计计算 32
3.10.2 钩圈 35
3.11 分程隔板 35
3.12 接管的最小位置 35
3.12.1 壳程接管位置的最小尺寸 35
3.12.2 管箱接管位置的最小尺寸 36
3.13 开孔补强计算 36
3.13.1 壳体上开孔补强计算 36
3.13.2 管箱开孔补强计算 39
3.13.3 外头盖开孔补强计算 41
3.14 支座 42
3.14.1 支反力 42
3.14.2 支座的型号及尺寸 43
小结 45
致谢 46
参考文献 47
1 绪论
1.1 课题研究内容
换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%[1]。近年随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前，在换热器设备中，使用量最大的是管壳式换热器，约占换热器设备量的70%。管式换热器是一种传统的标准换热设备而在许多工业部门得到保证。特点是适应性强、清洗方便、生产成本低、选材广。材料为低碳钢、低合金钢以及不锈钢[2]。本课题的研究的换热器本课题所设计的换热器是针对给定的设计参数，按照相关规定的要求，通过总体方案确定、物性参数确定、热力计算、阻力计算、细部结构（接管，折流板，法兰和管箱等）的设计、强度校核等设计换热器产品。
1.2 文献综述
1.3 选择浮头式换热器的目的
浮头式换热器属于管壳式换热器的范畴，管壳式换热器仍然是当今应用最广泛的换热设备，其可靠性和可能性已被充分证明。特别是在较高的参数的工况条件下，管壳式更显示其独有的长处。浮头式换热器壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。
1.4 设计焦炉气再预热器的价值
对于中、小型焦化企业，焦炉气量相对比较小，采用焦炉气生产低温分离生产LNG联产氢气技术将膜分离提取氢气技术和低温分离技术相结合，对焦炉气中的有用组份甲烷和氢气分别利用，不但节省了转化设备和空分设备的投资，而且还提高了焦炉气的综合利用率。随着氢气产业的不断发展也可以考虑生产液氢产品。此项技术不但为中小焦炉气综合利用找到了出路，还有如下优点：（1）将焦炉气中的甲烷和氢气分别加以利用，装置省去了转化工序、省去了空分设备，投资相对较小。（2）产品有竞争力。采用焦炉气作为原料气生产LNG，动力由副产物氢气燃烧提供，生产能耗低，并且原料气价格便宜，多余的氢气还可以用于其他装置原料，相对于传统的LNG装置有优势。（3）装置的氮气循环制冷系统相对独立，装置操作弹性非常大，基本不受上游气量大小的影响，当焦炭市场行情好的情况下可以高负荷生产，当焦炭市场行情不好时，也可低负荷运行[4]。从技术实现角度看，焦炉气制天然气更为节能减排；从国家政策角度看，焦炉气利用产业开放，实现了节能减排和废气再利用。焦炉气转天然气流程短、投资少、成本低，其工艺特点是焦炉气制甲醇逆反应，其利用焦炉气CO、CO2，在催化剂作用下，CO转化率100%，CO2转化率90%，其反应是放热反应，副产蒸汽。甲烷化技术已突破，该项目投资是煤制同规模合成天然气的1/5，而且大部分地区都具备天然气入网条件[5]。由于焦炉气富含氢气、甲烷与CO、CO2，因此焦炉气作为化工原料主要用于制备氢气、合成氨和甲醇。焦炉气制合成氨先要得到氢气，再进行氨的合成，因此焦炉气制合成氨和氢气的关键工艺是一致的[6]。氢气是公认的清洁能源，所以设计一个焦炉气再预热器把焦炉气为原料方便地提取氢气等其它气体，这是非常好的节能方法。