U型管式换热器甲烷化反应器预热器的设计说明书+CAD图纸(2)

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3.2.1管箱材料 13

3.2.2管箱尺寸 13

3.2.3管箱壁厚计算 13

3.2.4水压试验 14

3.3 管箱法兰 14

3.3.1材料的选取 14

3.3.2 强度计算 15

3.3.3 结构型式 16

3.4 接管和开孔补强 16

3.4.1材料的选取 16

3.4.2接管尺寸 16

3.4.3接管开孔补强的设计计算 17

3.5 接管法兰 22

3.5.1 材料的选取 22

3.5.2 强度计算 22

3.6 垫片 23

3.7 管板 24

3.7.1材料的选取 24

3.7.2结构尺寸 24

3.7.3结构型式 26

3.8 换热管 27

3.8.1 材料的选取 27

3.8.2 结构尺寸 27

3.8.3 排列型式 27

3.9拉杆 29

3.9.1 材料的选取 29

3.9.2 结构尺寸 29

3.9.3 结构型式 29

3.10 折流板的选取及布置 30

3.10.1 材料的选取 30

3.10.2 折流板的布置 30

3.11 封头 31

3.11.1 封头厚度计算 31

3.11.2水压试验 33

3.11.3封头结构示意图 33

3.12 鞍式支座 33

3.12.1鞍式支座选用 33

3.12.2 鞍式支座结构示意图 34

3.12.3 鞍式支座结构尺寸 34

4设计小结 34

致谢 37

参考文献 38

1绪论

1.1 换热器的应用及发展趋势

1.1.1 换热器的应用

换热器应用的领域特别多，、火箭上的油冷却用的冷却器等。[1] 、甚至是原子能等领域。

换热器在化工生产中占据着举足轻重的位置。比如在我们常用的氮肥生产，原材料需要在催化剂的作用下，温度达到600℃左右的才能合成氨。[2]其中合成的氨气与没有参与反应的氮、氢气体的分离，就是通过换热器来实现的。在甲烷化反应中，原材料在发生反应之前是需要预热的，参与反应的气体需在重沸器中加热，需要冷凝。这一反应中的预热、加热与冷凝也都是通过换热器实现的。所以，换热器在化工行业中的应用十分广泛。[3]文献综述

1.1.2 换热器的发展趋势

总体来说换热器产品大型化、高效化与节能化是产品在技术方面的发展趋势。另外，对换热器新材料的开发应用从而达到产品技术的更新换代也是行业发展的趋势。[3]在换热管方面，目前研究的换热管只是局限于工业中常用的圆形和矩形换热管上，而对换热效率更高效的换热管的探索研究比较缺乏。所以换热器的发展是要在成本与技术支持的前提下向换热效率更高效，换热过程更经济方面发展。进入21世纪以来，环境问题引起了世界各国的注意，生产过程中采取节能减排，保护环境的措施已经刻不容缓。[4]在我国“十三五”期间，建设和谐社会，节能减排的已经成为工业发展不可缺少的一部分。所以发展高效节能换热器也会成为当今换热领域研究的一个趋势。