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课题介绍氨冷凝器是组成氨制冷系统的核心部件，是氨制冷系统的主要热交换设备之一，它将压缩机排出的高压、过热氨蒸汽冷凝成氨液[1]。氨冷凝器在炼油、石油化工和冷冻冷藏、电力及制冷等装置中应用极其的广泛。如发电厂运用氨冷凝器使排出的蒸汽达到冷凝的效果；冷冻厂运用氨冷凝器来冷凝制冷蒸汽；在石油化工运用氨冷凝器使烃类及其他化学蒸汽冷凝。它的主要作用是将压缩机中高压的氨蒸汽冷凝成压力较高的氨液，经过节流阀节流后，成为压力较低的氨液，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的氨蒸汽，然后再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环的过程。氨冷凝器所属换热器中的一种，所谓换热器就是换热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产中，换热器别的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要[2]。而在化工生产中，为了流程的需要，往往进行着各个不同的换热过程，因此换热器随着使用的不同分为：热交换器、加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器等。9324
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随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。因此冷凝器也面临着新的挑战。冷凝器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行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。而氨的冷凝是现在大多数化工厂所面对的问题，因此本次课题研究的是氨冷凝器，此次设计是基于现有卧式氨冷凝器的相关形式进行设计及改进，其主要设计内容主要有换热器的选择、工艺计算、结构与强度设计，如换热管的分布、折流板的选型、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等几部分组成。
2 课题研究的意义
随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧[3]。冷凝设备备受世界各国政府及研究机构的高度重视。其中冷凝器在冷冻冷藏、石油化工、化学工业、建筑、煤矿等领域都有广泛的应用。所以本次课题主要就以氨冷凝器展开。
氨冷凝器是将制冷压缩机排出的高温高压的氨气的热量传递给冷却介质(空气或水)并使之凝结成液体的热交换设备。而在换热器中用氨作为制冷剂，其冷凝压力适中、单位容积制冷量大、黏度小、流体流动阻力小、传热性能好等优点使氨制冷系统在工业制冷中得到广泛应用。虽然现在大多数化工厂都在使用氨冷凝器作为制冷设备，但是其中或多或少都存在缺陷，所以本次设计就是想找出其中的不合理之处并加以改进。
此外，通过此次以水和氨作为介质的氨冷凝器设计能使运用四年来学习的专业基础知识和专业理论知识，培养和提高自己自主学习和研究的能力，对自己的设计能力有一定的提高。
4 课题研究内容
4.1 冷凝器（换热器）种类选择
换热器设备有多种多样的形式，每种结构形式的换热器设备都有其本身的结构特点和工作特性。有些结构形式在某些中情况下能使用的很好，但在另外的情况下就不一定了，所以要根据具体情况，参数来合理的进行选择和设计。由于本课题要求氨走壳程，冷却水走管程，根据自己学过的相关换热器方面的知识以及应用的广泛性，初步确定为管壳式换热器。其中管壳式换热器又可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器这几类。由于具有腐蚀性，故采用浮头式这种结构进行设计。浮头式换热器的两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力[24]。