论文总字数：37346字

摘 要

本文主要介绍了双管板冷却器设计过程，首先提出了本课题的设计内容，并说明了本设计需采用的设计方法。围绕本设计的双管板冷却器进行了工艺计算及结构设计计算；并采用SW6-2011软件对双管板冷却器进行了强度校核。这里的计算方法主要基于GB151- 1999《管壳式换热器》标准。计算和校核的内容主要包括本冷却器的壳程筒体、前端管箱、封头、容器法兰、管板等部分，其中本冷却器双管板的计算是重点设计内容，本论文重点说明了双管板换热器设计时遇到的问题、及制造过程中需要注意的方面。最后对双管板冷却器的未来发展及优化设计提出了一些新的见解。

关键词：双管板冷却器 设计计算 强度校核 优化设计

Design and manufacture the double tube plate cooler

Abstract

This paper mainly introduces the design process of double tube plate cooler. First, presents the design of this topic, and explains the design method. Around the design of double tube plate cooler, completed the technology calculation and structure design and calculation; And using the SW6-2011 software do strength check for double tube plate cooler. The calculation method is based on GB151-1999 standard for lt;tube and shell heat exchangergt;. The content of calculate and check mainly includes the shell side of the cooler shell, the front tube box, head, container flange, tube plate and other parts, Which this cooler double tubesheet calculation is the key of design content. This paper emphasizes the problems encountered in the process of the double tube plate heat exchanger’s design, and what need to be pay attention to in the cooler manufacturing process. Finally, for the future development of double tube plate cooler and optimization design, some opinions are put forward.

Key Words: Double tube plate cooler; Design calculation; Strength check;

The optimization design

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1. 1 管程结构设计 1

1. 2 壳程结构设计 3

第二章 双管板冷却器的设计 4

2. 1 双管板冷却器的工艺计算 4

2.1.1 原始数据 4

2.1.2 物性温度与物性参数 4

2.1.3 物料与热量衡算 4

2.1.4 有效平均温差 5

2.1.5 初算传热面积 5

2.1.6 管程传热与压降 5

2.1.7 壳程传热与压降 6

2.1.8 总传热系数 7

2.1.9 传热面积与壁温核算 7

2.2 双管板冷却器的总体设计 8

2.3 换热器的主体结构设计计算与强度校核 9

2.3.1 筒体设计 9

2.3.2 前端管箱设计 10

2.3.3 封头设计 10

2.3.4 法兰设计 12

2.3.5 垫片设计 12

2.3.6 管板设计 12

2.3.7 进出口接管设计 13

2.3.8 接管补强 13

2.4 其它结构设计 15

2.4.1 换热流程设计 15

2.4.2 换热管设计（GB151-1999） 15

2.4.3 支持板设计（GB151-1999） 16

2.4.4 拉杆与定距管设计（GB151-1999）： 16

2.4.5 不对称的圆锥形壳体设计 16

2.4.6 管程隔板设计 16

2.4.7 鞍座设计 17

2.5 其它接管设计 17

第三章 设计双管板冷却器的总结 18

3.1 设计中问题的说明 18

3.2 制造过程中的问题 19

3.3 对双管板冷凝器前景的展望 20

结语 21

参考文献 22

致谢 24

附录1 固定管板换热器校核 25

附录2 U型管换热器校核 44

引言

在制造行业中，换热器是一种常用的节能设备，它可以利用物料之间的热量传递来实现能量的转换^[1]。目前，换热器被广泛应用于石油、冶金、电力、等行业。今后，随着人们对能源利用效率要求的不断提升，换热器将被使用在越来越多的场合，因此对换热器的设计和制造产生了更多的需求。本文将详细介绍双管板冷却器的设计与制造并完成强度计算与校核。

在管壳式换热器中有一种双管板冷却器，目前在各工业领域中得到了广泛的应用。其具有可靠性高、适应性广等优点。近年来，尽管受到了其它新型换热器的挑战，但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，其仍占主导地位^[2]。

本文主要根据双管板冷却器的制造工艺特点及设备设计等有关知识，对介质为氯甲烷和氯化氢的双管板冷却器进行工艺计算，和双管板冷却器的设计计算，完成了双管板冷却器的设备设计，并确定出其结构尺寸大小绘成图纸，最后完成了强度计算与校核。

本文对双管板冷却器的设计主要包括前端管箱、壳体和后端结构三大部分的设计。其中主要的设计过程和方法如下。

管程结构设计

此部分包括换热管、管板和管箱等部分的设计。

换热管设计主要包括换热管形式、尺寸、材料以及换热管排列形式和其中心距的设计。换热管的尺寸有常用尺寸和标准管长，可以根据需要选用^[3]。设计时应根据工作压力、温度和介质腐蚀性等特点选用合适的材料^[4]。管子的排列形式和中心距应考虑便于清洗等因素。

管板设计包括管板的材料选择和结构设计。管板材料一般采用不锈钢等耐腐蚀材料^[5]，同时还应考虑其使用温度和压力，并注意经济合理性。管板厚度的计算一般使用SW6软件进行设计，通过这种方法近似计算出的管板厚度是可以满足强度要求的，但是结果过于保守。因此可以采用有限元分析软件对双管板换热器的管板相应结构进行热应力分析并进行优化设计，这种方法可以有效地降低管板厚度，为双管板换热器的管板厚度设计提供了更有力的依据^[6]。本文中只使用SW6软件对管板厚度进行计算。此外，在计算管板厚度时，应充分考虑到管程、壳程和积液程三处的不同工况,并按不同情况进行设计计算^[7]。

请支付后下载全文，论文总字数：37346字