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4.3.1设计参数 13
4.3.2 厚度计算 14
4.3.3强度校核 14
4.4封头设计及校核 14
4.4.1封头类型 15
4.4.2后封头设计及校核 15
4.4.3管箱封头计算及校核 16
4.4.4 封头曲边高度及参数 16
4.5换热管设计 16
4.5.1 换热管参数 16
4.5.2 管程分程 17
4.5.3管子的排列形式 17
4.5.4换热管中心距 17
4.5.5布管限定圆 17
4.6.管板设计 18
4.6.1管板结构 19
4.6.2 管板最小厚度 19
4.6.3管板尺寸 19
4.6.4管板的管孔 20
4.6.5管板厚度计算 20
4.6.6 换热管的轴向应力 20
4.6.7 换热管与管板连接拉脱力 21
4.6.8密封面 24
4.7进出口接管设计 24
4.7.1接管规格及材料的选择 24
4.7.2 接管厚度计算 24
4.7.2接管外伸长度 25
4.7.3排气管结构 25
4.8法兰与垫片 27
4.8.1管箱的法兰与垫片 27
4.8.2接管法兰与垫片选取 27
4.9接管开孔补强设计计算 29
4.9.1确认方法的可行性 29
4.9.2开孔所需补强面积 30
4.10换热器各部件连接设计 31
4.10.1封头与管板的连接 31
4.10.2管板与换热管的连接 32
4.10.3管板与壳体的连接 33
4.10.4接管与筒体、管箱壳体的连接 34
4.11细部结构设计 34
4.11.1折流板 34
4.11.2 拉杆 36
4.11.3定距管 38
4.11.4支座 38
总 结 41
致谢 42
参考文献 43
1．绪论
1.1课题简介
换热器也就是冷凝器,是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是石油化工装置中使用最多的设备，约占设备总数的40%,不同的生产运行条件，要求不同类型的换热器,换热器的传热效果、使用寿命、检修周期对装置的生产运行影响很大[1]。
管壳式换热器结构简单，易清洗，它的选材范围也比较广，而且特别能承受高温高压的环境，而大多数工艺过程就是在高温高压的条件下进行的。本文设计的电脱盐换热器就采用的是管壳式换热器中的固定管板式换热器，该换热器主要由管箱、筒体、管板、折流板、拉杆、定距管以及其他附属零部件组成[2]。
1.2 换热器发展
对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64%。虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。而换热器在结构方面也有不少新的发展。在一些应用技术中，我国与国际先进水平相比有很大的差距,以化工换热设备的换热系数进行比较，目前国外发达国家换热设备的换热系数是我国同类换热设备换热系数的2倍至5倍，所以应该离开传统的研究思路，则有可能在更广阔的思路上使换热器技术得到新的发展[3]。
张宏选和袁振伟[4]的研究表明，对于管壳程温差较大的工况，固定管板式换热器壳程简体、换热管及管板等受压元件上会产生较大的温差应力，从而导致换热器强度设计时应力校核不合格，于是便通过增设膨胀节或者换其他形式的换热器来解决，但是这样也就增加了制造的难度和设备的成本，然而这种问题也可以通过换热器优化设计来解决。