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课题介绍本次毕业设计的课题为“含油污水预热器”。要求设计一台浮头式换热器，使重油通过换热器进行冷却，软化水则吸收热量，从而达到余热回收利用的目的。换热器的换热面积约为19.5平方米，因为软水较为干净，不宜结垢，所以适宜走壳程。且重油较易冷凝，而浮头式换热器有可拆卸前后管箱的特别，可以清洗换热管内部，所以选择管程。浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板联通小管箱，可以在壳体内自由移动。这种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。其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。因此，浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或管程介质易结垢的条件。5687
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2 课题研究的意义
管壳式换热器广泛应用于能源动力、石油化工等行业，同时换热器的性能对产品的质量、能量利用、系统运行的经济性和可靠性等方面有着重要的作用，因此提高换热器性能显得尤为重要[1]。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断发展和能源问题的日益严重，必然带来更多的高性能、高参数换热设备的需求。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%，换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35% ~ 40% 。其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70% 。其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管和蓄热器等设备， 其中板式、板翅式、热管及各类高效传热元件的发展十分迅速。随着工业装置的大型化和高效率化，换热器也趋于大型化，并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。当今换热器的发展以CFD（Computational Fluid Dynamics）、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系[4] 。
目前世界各国在换热器理论研究及新技术新产品开发方面已进入高层次的探索阶段， 涉及的领域很广， 需要综合技术水平的发展作为基础。采用强化技术对管壳式换热器加以改进， 并运用计算机化的流体力学进行流体流动和传热的计算机模拟和仿真， 以及专家系统、数据库技术在换热器优化选型中的应用， 将得到进一步开拓和推广
课题研究的内容
本课题设计主要分为以下三个部分：
第一部分：做出流程简图
确定冷热流体的流动途径，确定流体的物性数据（密度、比热、导热系数等）。初算平均传热温度差，按经验或现场数据选取或估算K值，初算出所需传热面积。根据初算的换热面积进行换热器的尺寸初步设计。包括管径、管长、管字数、管子排列方式、管壳内径（需进行圆整）等。然后核算K，校核平均温度差D。然后校核传热量，要求有15-25%的裕度。最后进行管程与壳程压力降的计算。
第二部分：结构设计
壳体直径的决定和壳体壁厚的计算；对换热器封头、法兰，管板尺寸的选择；管子拉脱力计算，折流板的选择与计算，温差应力的计算，接管、接管法兰选择及开孔补强等。
第三部分：绘制计算结果汇总表 。
第四部分：绘制换热器装配图。
第五部分：提出技术要求。
第751部分：编写设计说明书。
5 创新点及难点分析
石油化工装置中使用的换热器，换热效果一直是工程师研究的重点。为了使介质流动的面积更大，科研人员发明了很多方法。我个人也提出了一个建议，就是在折流板横向处增加辅助折流板，来达到让介质更大面积的流动，达到更好的传热效果。