U型管換熱器設(shè)計(jì)

吉林化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（說明書）PAGEPAGE23畢業(yè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文詳細(xì)資料聯(lián)系QQ號(hào)；1620812008吉林化工學(xué)院《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)換熱器設(shè)計(jì)-U型管式專業(yè)：過程裝備與控制工程姓名：黃少華學(xué)號(hào)：05420338指導(dǎo)教師：張志文2008年12月15～25日摘要本文扼要介紹了U型管換熱器的特點(diǎn)及在工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景，詳細(xì)的闡述了U型管式換熱器的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及制造、檢修和維護(hù)。參照GB151-1999及換熱器設(shè)計(jì)手冊，綜合考慮各種因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要選擇適用合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)滿足制造、檢修、裝配、運(yùn)輸和維修等要求；而強(qiáng)度計(jì)算的內(nèi)容包括換熱器的材料，確定主要結(jié)構(gòu)尺寸，滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定壁厚，使換熱器有足夠的腐蝕裕度，從而使設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)化組合。設(shè)計(jì)結(jié)果滿足用戶要求，安全性與經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保要求均合格。關(guān)鍵詞：換熱器、U型管式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)目錄摘要 -Ⅰ-第一章緒論 1第二章U型管換熱器的特點(diǎn) 2第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33.1管箱設(shè)計(jì) 33.3封頭設(shè)計(jì) 43.4管板設(shè)計(jì) 53.5拉桿和定距管的確定 73.7旁路擋板設(shè)計(jì) 83.8容器法蘭的設(shè)計(jì) 83.9選取支座 9第四章強(qiáng)度校核 94.1管箱筒體計(jì)算 94.1.1計(jì)算條件： 94.1.2厚度及重量計(jì)算 94.1.3壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 104.1.4壓力及應(yīng)力計(jì)算 104.2殼程圓筒計(jì)算 104.2.1計(jì)算條件 104.2.2厚度及重量計(jì)算 114.2.3壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 114.2.4壓力及應(yīng)力計(jì)算 114.3開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 114.3.1計(jì)算條件 114.3.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 124.3.3設(shè)計(jì)條件 124.3.4開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 134.4管板和法蘭的強(qiáng)度計(jì)算 134.5僅有殼程壓力作用下的危險(xiǎn)組合工況 154.6僅有管程壓力作用下的危險(xiǎn)組合工況 17第五章?lián)Q熱器的制造、檢驗(yàn)、安裝與維修 185.1換熱器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收 185.1.1筒體 185.1.2換熱管 185.1.3管板 185.1.4折流板、支持板 185.1.5管束的組裝 185.1.6換熱器的組裝 195.1.7壓力試驗(yàn) 195.2換熱器的安裝與維護(hù) 195.2.1安裝 195.2.3維護(hù) 19結(jié)束語 20參考文獻(xiàn) 21第一章緒論在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度高，放熱；另一種流體溫度低，吸熱。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)有兩種以上流體參加換熱的換熱器，但其基本原理與前一致。化工、石油、動(dòng)力、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗量不斷增加，能源緊張已成為一個(gè)世界性問題。為緩和能源緊張的狀況，世界各國競相采取節(jié)能措施，大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，已成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中一個(gè)重要課題。換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器，提高這些換熱器效率，顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著地提高設(shè)備的熱效率。本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是U型管換熱器，屬管殼式（列管式）換熱器，其設(shè)計(jì)分析包括熱力設(shè)計(jì)、流動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。其中以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為重要,U型管式換熱器只有一個(gè)管板，管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。對于列管式換熱器，一般要根據(jù)換熱流體的腐蝕性及其它特性來選擇結(jié)構(gòu)與材料，根據(jù)材料的加工性能，流體的壓力和溫度。換熱器管程與殼程的溫度差，換熱器的熱負(fù)荷，檢修清洗的要求等因素決定采用哪一類的列管式換熱器。由于我們水平和能力有限，設(shè)計(jì)時(shí)間倉促，存在不妥之處在所難免，懇請老師給予批評指正。第二章U型管換熱器的特點(diǎn)U型管換熱器僅有一個(gè)管板，管子兩端均固定在同一管板上，這一換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：管束可以自由伸縮，不會(huì)因?yàn)楣軞ぶg的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強(qiáng)；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜。缺點(diǎn)：管內(nèi)清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因最內(nèi)層管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分部管不緊湊，所以管字?jǐn)?shù)不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。此外，為了彌補(bǔ)彎管后管壁的減薄，直管部分必須用壁較厚的管子。這就影響了其適用場合，僅宜用于管殼壁溫相差較大，或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢，高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的場合。第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1管箱設(shè)計(jì)3.1.1a材料：由于管程走循環(huán)水，對管箱來說，要求不高，腐蝕性極低，所以選其材料為20R板材。b加工：采用20R鋼板卷制，使用氬弧打底的單向焊焊接。c尺寸：根據(jù)GB151-1999表8中低合金鋼圓筒的最小厚度規(guī)定公稱直徑DN=1000～1500時(shí)，U型管換熱器筒體最小厚度為12，即=12根據(jù)GB151-89規(guī)定，短節(jié)長度L≥300，取L=500所以短節(jié)尺寸DN=1300，=12mmL=500。3.1.2a材料：選用Q235-A板材，許用應(yīng)力。b尺寸：根據(jù)GB151-1999表6中碳素鋼及低合金鋼分成隔板最小厚度規(guī)定：當(dāng)DN=600～1200時(shí)，最小厚度為4.5,取=12。分程隔板長度L同管箱深度。c為了使換熱器在停車時(shí)將水排凈，要在分程隔板上開設(shè)一個(gè)的排凈孔或三角口。d隔板應(yīng)連續(xù)焊在管箱壁上。3.1.3a根據(jù)圖2—1得管箱深度L=866。b根據(jù)鋼制U型管換熱器結(jié)構(gòu)手冊P165得換熱器的管箱最小長度其中——換熱管內(nèi)徑。——各相鄰的管程間分程處物料流通的最小寬度。根據(jù)鋼制U型管換熱器結(jié)構(gòu)手冊P167表4-37選取E=1300。h——封頭內(nèi)曲面高度。S——封頭厚度。c管箱最大長度根據(jù)鋼制U型管換熱器結(jié)構(gòu)手冊P169中圖4—38管箱最大長度，根據(jù)鋼制U型管換熱器結(jié)構(gòu)手冊P168：在設(shè)計(jì)中如果管箱長度不能滿足，對最小長度和的要求，則應(yīng)滿足最小長度=365的要求來確定管箱長度，為此，取L=700。3.2圓筒的設(shè)計(jì)a材料：由于工作介質(zhì)為丙烯，苯為易燃，中度危害的介質(zhì)，以及容器的使用條件，總和經(jīng)濟(jì)性等選材為16MnR.b加工與尺寸：設(shè)計(jì)溫度T=265，設(shè)計(jì)壓力Pc=1.88Mpa,雙面焊對接接頭0.85.公稱直徑DN=800mm,鋼板負(fù)偏差C1=0,腐蝕裕量C2=3mm.由設(shè)計(jì)公式取厚度為12mm。筒體長度l=5975mm.由于筒體的公稱直徑DN=800mm>400mm,所以采用板材卷制而成，查換熱器設(shè)計(jì)手冊表1-6-5得筒體的總重量為240x5975x0.001=1434kg.3.3封頭設(shè)計(jì)3.2.1選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，DN=800材料：16MnR負(fù)偏差c=0.00腐蝕余量c=3.00取封頭的總重71.5kg.3.2.2選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，DN=800材料16MnR假設(shè)名義厚度負(fù)偏差c=0.00腐蝕余量c=3有效厚度=12-0-3=9當(dāng)量球殼外半徑則查GB150-1998圖6—3E=2.0×10[P]=故=12合適。橢圓封頭簡圖：（1）橢圓封頭3.4管板設(shè)計(jì)材料：選用16MnR,其許用應(yīng)力（1）管板和換熱器的連接型式：要求管板和換熱器的連接接頭嚴(yán)密不漏，管殼程介質(zhì)不能接觸，且有很高的腐蝕危險(xiǎn)，同時(shí)由于脹接是不連續(xù)的，管子和管孔間的間隙會(huì)成為腐蝕的起點(diǎn)，則管板和換熱器采用焊接形式。（2）管板最小厚度a布管：管子的材料：選用材料16MnR作為換熱器。本設(shè)計(jì)選取464根換熱管，由GB151-1999中知管子的排列形式分為四種：三角形、轉(zhuǎn)角三角形、正方形、轉(zhuǎn)角正方形排列。設(shè)計(jì)的U型管換熱器的換熱管外徑為25，殼程需用機(jī)械清洗時(shí)不采用三角形排列，所以選擇正方形旋轉(zhuǎn)形排列形式。由換熱器手冊表1-6-16得外徑為25mm的換熱管，當(dāng)用轉(zhuǎn)置正方形排列時(shí)，其換熱管分程板槽兩側(cè)相鄰的管中心距應(yīng)為32mmx32mm正方形的對角線長，即Sn=45.255mm.b管孔：由GB151-1999表17得換熱管和管孔直徑允許偏差為：換熱管：管孔。c換熱器中心距及分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距①由于分程隔板厚度為14，為此我們?nèi)」馨迳系姆殖谈舭宀凵顬?，寬為12。管板分程隔板槽示意圖：（2）管板分程隔板槽d布管限定圓根據(jù)表1-6-17布管限定圓有且不小于10得所以取即其中：d——管板的計(jì)算厚度——U型管換熱器管束最外層換熱管外表面至殼體內(nèi)壁的最短距離Di——換熱器筒體內(nèi)直徑。布管限定圓示意圖：（3）布管限定圓示意圖e.管板計(jì)算①管板的計(jì)算厚度：其中：d——管板的計(jì)算厚度——墊片壓緊力作用中心圓直徑——管板設(shè)計(jì)壓力根據(jù)《鍋爐壓力容器法規(guī)》取兩值中較大值——管板強(qiáng)度消弱系數(shù)——設(shè)計(jì)溫度下管板材料的許用應(yīng)力即②據(jù)（7-556）：管板厚度應(yīng)小于下列三者之和1）管板的計(jì)算厚度2）殼程腐蝕余量或結(jié)構(gòu)開槽深度取大者3）管程腐蝕余量或分程隔板開槽深度取大者由前面知：1）管板的計(jì)算厚度2）殼程腐蝕余量，開槽深度，所以管板厚度：取3.5拉桿和定距管的確定a拉桿①拉桿的結(jié)構(gòu)形式：拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑大于或等于19mm的管束。下圖為拉桿定距管結(jié)構(gòu)：（4）拉桿定距管結(jié)構(gòu)②拉桿的直徑和數(shù)量由GB151-1999表43選取拉桿直徑d=16mm，筒體內(nèi)徑為800時(shí)，拉桿數(shù)目n=6尺寸如下圖：（5）拉桿尺寸圖③拉桿的布置拉桿應(yīng)盡量均勻的布置在管束的邊緣外側(cè)，這樣可減少輕流體沖擊帶來的振動(dòng)，防止管束損壞。b定距管定距管采用換熱器切向間距和折流板間距相同的管段套在拉桿上，一端固定在管板上，另一端用螺母擰緊國定，用來固定折流板，防止移動(dòng)。尺寸：同換熱器尺寸相同，長度如組件圖ZB0604-2材料選用20。3.6折流板設(shè)計(jì)折流板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)工藝過程和要求來確定，其設(shè)置的主要目的是為了增加管間流速，提高傳熱效果。折流板主要形式：弓形、圓盤-圓環(huán)形、圓缺形等，本設(shè)計(jì)采用圓缺形單缺邊折流板。材料：為保持物料清潔，選用Q235-A板材制作折流板，許用應(yīng)力：。折流板尺寸：折流板缺邊位置尺寸：切去部分的高度一般取折流板的間距：①最小板間距：取殼體內(nèi)徑的或50中的較大值。本設(shè)計(jì)取50。②最大板間距：折流板最大間距應(yīng)保持換熱管的無支承長度。用作折流時(shí)，其值應(yīng)大于殼體內(nèi)徑。本設(shè)計(jì)取1900。折流板的厚度：折流板厚度與殼體直徑換熱管無支承長度有關(guān)。本設(shè)計(jì)取16。3.7旁路擋板設(shè)計(jì)a旁路擋板的數(shù)目：由[7]—P600知：當(dāng)公稱直徑DN=700～1000時(shí)，采用兩對擋板。b材料：選用Q235-A板材c尺寸及安裝形式：查文獻(xiàn)[7]—P600知：旁路擋板的厚度一般取與折流板相同的厚度，旁路擋板嵌入折流板槽，并與折流板焊死。3.8容器法蘭的設(shè)計(jì)a法蘭的形式：根據(jù)本設(shè)計(jì)使用的介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、公稱直徑確定。法蘭的結(jié)構(gòu)形式為對焊法蘭，法蘭的密封面形式為凹凸面，材料選取16MnR。許用壓力。b法蘭的選?。汗芊ㄌm：HG5001～5028-58設(shè)備法蘭：JB1157～1164-82拉管法蘭：HG5001～5028-58管箱上的設(shè)備法蘭：本設(shè)計(jì)選取JB1158-82甲型平焊法蘭3.9選取支座臥式換熱器采用固定型和滑動(dòng)型鞍式支座各一個(gè)，鞍式支座是固定臥式容器中的支座形式，按照鞍式支座標(biāo)準(zhǔn)。我們選取BI1300-S和BI1300-F的支座，材料為Q235-A.F,墊板材料為16MnR板材，各部分尺寸如下所示：圖為B型鞍式支座：（6）鞍式支座第四章強(qiáng)度校核4.1管箱筒體計(jì)算4.1.1計(jì)算條件：計(jì)算壓力：設(shè)計(jì)溫度：t=265內(nèi)徑：材料：16MnR板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)鋼板負(fù)偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)4.1.2厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度：有效厚度：名義厚度：重量為194.13kg4.1.3壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型：液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值：壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平：試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力：因?yàn)樗孕：私Y(jié)果合格4.1.4壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力：設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力：因?yàn)樗越Y(jié)論：筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度11.00合格。4.2殼程圓筒計(jì)算4.2.1計(jì)算條件計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度t=265內(nèi)徑：材料：16MnR板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力：設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力：試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)：鋼板負(fù)偏差：腐蝕裕量：焊接接頭系數(shù)：4.2.2厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度：有效厚度：名義厚度：重量：14344.2.3壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型：液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值：壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平：試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力：因?yàn)樗孕：私Y(jié)果合格。4.2.4壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力：設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力：因?yàn)樗越Y(jié)論：筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度11.00合格。4.3開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算接管：A4.3.1計(jì)算條件計(jì)算壓力：設(shè)計(jì)溫度：t=70殼體形式：圓形筒體殼體材料名稱及類型：16MnR板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)：殼體內(nèi)直徑：殼體開孔處名義厚度：殼體厚度負(fù)偏差：殼體腐蝕裕量：殼體材料許用應(yīng)力：接管實(shí)際外伸長度：200接管實(shí)際內(nèi)伸長度：0接管焊接接頭系數(shù)：1接管腐蝕裕量：2接管厚度負(fù)偏差：接管材料許用應(yīng)力：4.3.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度：接管計(jì)算厚度：接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù)：開孔直徑：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度：接管有效外伸長度：接管有效內(nèi)伸長度：開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積：殼體多余金屬面積：接管多余金屬面積：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積：因?yàn)椋笥?，所以不需要另加補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)滿足要求，不需要另加補(bǔ)強(qiáng)。接管：B4.3.3設(shè)計(jì)條件計(jì)算壓力：計(jì)算溫度：60接管實(shí)際外伸長度：200接管實(shí)際內(nèi)伸長度：0接管焊接接頭系數(shù)：1接管腐蝕裕量：2接管厚度負(fù)偏差：接管材料許用應(yīng)力：4.3.4開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度：接管計(jì)算厚度：接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù)：開孔直徑：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度：接管有效外伸長度：接管有效內(nèi)伸長度：開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積：殼體多余金屬面積：接管多余金屬面積：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積：因?yàn)榇笥贏，所以不需另加補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)滿足要求，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。4.4管板和法蘭的強(qiáng)度計(jì)算1.管板：材料名稱：16MnR設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力：設(shè)計(jì)溫度下彈性模量：管板腐蝕裕量：管板輸入厚度：管板計(jì)算厚度：隔板槽面積：管板強(qiáng)度削弱系數(shù)：管板剛度削弱系數(shù)：管子加強(qiáng)系數(shù)：管板和管子連接型式：焊接管板和管子焊接高度：焊接許用拉脫應(yīng)力：2.殼體法蘭：材料名稱：16Mn殼體法蘭厚度：法蘭外徑：法蘭寬度：比值：比值：系數(shù)：系數(shù)：旋轉(zhuǎn)剛度：3.系數(shù)計(jì)算：法蘭外徑與內(nèi)徑之比：殼體法蘭應(yīng)力系數(shù)Y：按k查GB150-1998表9-5得16.73旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)：管板第一彎矩系數(shù)：按系數(shù)：系數(shù)：按查GB151-1998圖29得換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼剛度之比：管板第二彎矩系數(shù)：按K，Q查GB151-1999圖28（a）得系數(shù)：系數(shù)：按K，Q查圖30得法蘭力矩折減系數(shù)：管板邊緣力矩變化系數(shù)：法蘭力矩變化系數(shù)：4.5僅有殼程壓力作用下的危險(xiǎn)組合工況1.基本法蘭力矩系數(shù)：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)溫差應(yīng)力：2.殼體法蘭力矩系數(shù)：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)溫差應(yīng)力：3.殼體法蘭應(yīng)力：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值4.換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值4.6僅有管程壓力作用下的危險(xiǎn)組合工況1.殼體法蘭力矩系數(shù)：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)溫差應(yīng)力：2.殼體法蘭應(yīng)力：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值3.換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力：不計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值計(jì)溫差應(yīng)力：計(jì)算值許用值3計(jì)算結(jié)果：管板名義厚度管板校核通過。第五章?lián)Q熱器的制造、檢驗(yàn)、安裝與維修5.1換熱器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收換熱器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收，應(yīng)遵守GB151-1999和GB150-1998的有關(guān)規(guī)定。5.1.1筒體a圓筒內(nèi)直徑允許偏差：用板材卷制時(shí)，內(nèi)直徑允許偏差可通過外圓周長加以控制，其外圓周長允許上偏差為10mm，下偏差為0。b圓筒同一斷面上，最大直徑與最小直徑之差為e≤0.5%DN，DN=0.5%×1100=5c圓筒直線度偏差為L/1000，且當(dāng)L≤6000mm時(shí)，其值不大于4.5mm。L=6000mm所以直線度允許偏差4.5mm。進(jìn)行檢查時(shí)，應(yīng)通過中心線和垂直面即沿圓周0°、90°、180°、270°d殼體內(nèi)壁凡有礙管束順利裝入或抽出的焊縫均應(yīng)磨至與母材表面齊平。e插入式接管不應(yīng)伸出管箱、殼體和頭蓋的內(nèi)表面。5.1.2換熱管a換熱管管端外表面應(yīng)除銹，用于焊接時(shí)，管端清理長度應(yīng)不小于管外徑，且不小于25mm。b管端坡口應(yīng)采用機(jī)械方法加工，焊前應(yīng)清洗干凈。5.1.3管板a管板由低合金鋼鍛件16MnR制成，加工前表面不平度不得大于2mm，如超過此值，應(yīng)先進(jìn)行校平，然后進(jìn)行加工。b拼接管板的對接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測，按JB4730-94進(jìn)行表面檢測，檢測結(jié)果不低于Ⅲ級，或超聲檢測中的Ⅰ級為合格。c換熱管與管板的連接：二者采用焊接的形式連接，連接部位的換熱管和管板孔表面，應(yīng)清理干凈，不得有毛刺、鐵屑、銹斑、油污等。焊渣及凸出于換熱器內(nèi)壁的焊瘤均應(yīng)清除。d管板與換熱管焊接時(shí)，管孔表面粗糙度Ra值≤25μm。5.1.4折流板、支持板a折流板、支持板的管孔直徑及允許誤差按GB151-1999中5.9.3的規(guī)定為：19.6，但允許超差0.1mm的管孔數(shù)不得超過4%。b折流板、支持板外圓表面粗糙度Ra值不得大于25μm，外圓面兩側(cè)的尖角應(yīng)倒鈍。還應(yīng)取出折流板、支持板上的任何毛刺。5.1.5管束的組裝a拉桿上的螺母應(yīng)擰緊，以免在裝入或抽出管束時(shí)，因折流板竄動(dòng)而損傷換熱管。b穿管時(shí)不應(yīng)強(qiáng)行敲打，換熱管表面不應(yīng)出現(xiàn)凹癟或劃傷。c除換熱管與管板間以焊接連接外，其他任何零件均不準(zhǔn)與換熱管相焊。d管箱應(yīng)在補(bǔ)焊后作消除應(yīng)力的熱處理，設(shè)備法蘭應(yīng)在熱處理后加工。e換熱器的密封面應(yīng)予以保護(hù)，不得因磕碰劃傷、電弧損傷、焊瘤、飛濺等二損壞密封面。5.1.6換熱器的組裝a換熱器零、部件在組裝前應(yīng)認(rèn)真檢查和清掃，不應(yīng)留有焊疤、焊接飛濺物、浮銹及其他雜物等。b吊裝管束時(shí)，應(yīng)防止管束變形和損傷換熱管。c螺栓的緊固至少應(yīng)分三遍進(jìn)行，每遍的起點(diǎn)應(yīng)相互錯(cuò)開120°角。5.1.7壓力試驗(yàn)壓力試驗(yàn)的方法及要求應(yīng)符合GB150-1998《鋼制壓力容器》第十章10.9的規(guī)定。U型管換熱氣的壓力試驗(yàn)的順序：先用試驗(yàn)壓環(huán)進(jìn)行殼程試驗(yàn)，同時(shí)檢查接頭，水壓試驗(yàn)壓力1Mpa（表壓）在進(jìn)行殼程試驗(yàn)，合格后，再以0.105（表壓）進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。5.2換熱器的安裝與維護(hù)5.2.1安裝1.安裝位置：根據(jù)該換熱器的結(jié)構(gòu)形式，在換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足拆裝、維修的需要。2.基礎(chǔ)：必須使換熱器不發(fā)生下沉。在活動(dòng)支座的一端應(yīng)予埋滑板。3.地腳螺栓和墊鐵（1）活動(dòng)支座的地腳螺栓應(yīng)裝有兩個(gè)緊鎖的螺母，螺母與底板間應(yīng)留有1～3mm的間隙。（2）地腳螺栓兩側(cè)均有墊鐵。設(shè)備找平后，斜墊鐵，可與設(shè)備支座底板焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。（3）墊鐵的安裝不應(yīng)妨礙換熱器的熱膨脹。5.2.3維護(hù)換熱器不得在超過銘牌規(guī)定的條件下進(jìn)行。要經(jīng)常對管殼程介質(zhì)的溫度和壓降進(jìn)行監(jiān)督，分析換熱器的泄漏和結(jié)構(gòu)情況。在壓降增大和傳熱系數(shù)降低超過一定數(shù)值時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和換熱器的結(jié)構(gòu)，選擇有效的方法進(jìn)行清洗。應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視管束的振動(dòng)情況。結(jié)束語這次設(shè)計(jì)是在大學(xué)完成四年全部課程的基礎(chǔ)上，通過實(shí)習(xí)對102、104廠的實(shí)地考察，參觀了一系列的換熱設(shè)備，查閱了相關(guān)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。是一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練。兩個(gè)多星期以來，我們在指導(dǎo)教師的熱心指導(dǎo)下，經(jīng)過個(gè)人的努力，順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。本次設(shè)計(jì)大致分四個(gè)步驟，首先進(jìn)行的是工藝部分的計(jì)算，確定出換熱面積、換熱管數(shù)、管長、管程及殼程流體的流速、換熱器筒體的內(nèi)徑等：然后就開始換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過已知條件及工藝計(jì)算部分的結(jié)果選定U型管換熱器，其中涉及到了一系列零部件的設(shè)計(jì)和選擇，這步工作需要參照GB151，GB150等國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；接著進(jìn)行各零部件的強(qiáng)度校核，用以保證各零部件的強(qiáng)度和剛度，這也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。這三步工作完成以后，最后就是繪圖和論文的編排與打印。設(shè)計(jì)是一個(gè)從無到有的過程，其中有很多因素都必須考慮到，因此需要一定的耐心和細(xì)心才能夠完得成。在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，使我學(xué)到了很多知識(shí)，把以前的理論知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際當(dāng)中，但是，由于時(shí)間和自己掌握的知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)的過程中難免有錯(cuò)誤，衷心希望老師指正。參考文獻(xiàn)[1]化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊.上海：科學(xué)技術(shù)出版社；1982[2]管殼式換熱器:GB151-1999.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版[3]鋼制壓力容器:GB150-1998.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版[4]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4700～4707-2000.壓力容器法蘭，2000[5]壓力容器與化工設(shè)備使用手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2000[6]換熱器設(shè)計(jì)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[7]化工原理.天津天津大學(xué)出版社1999[8]過程設(shè)備設(shè)計(jì).北京化學(xué)工業(yè)出版社2001附件U型管式換熱器裝配圖圖紙一張（A1）基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)