残液冷却器设计本科课程设计说明书.doc

此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）本科课程设计说明书残液冷却器设计Residual liquid cooler design性 质: 毕业设计 □毕业论文教 学 院：机电工程学院系 别：过程装备与控制工程学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称：副教授起止日期： 摘 要换热器在石油化工行业有着广泛的应用，换热器是进行热交换操作的通用工艺设备广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位本次设计针对吉化有机合成厂丁二烯车间的乙腈、碳四的冷却问题，由所给定的设计条件，我们选取了固定管板式换热器进行冷却，并根据《化工工艺设计手册》、GB150-98和GB151-98等设计标准对冷凝器进行了结构设计和强度校核，进一步确定冷凝器的各种尺寸，并用AutoCAD绘制冷凝器的装配图和零部件图关键词：固定管板式换热器;GB151-1999 ;GB150-1998 ;AutoCAD - I -AbstractHeat exchangers are used extensively in the petrochemical industry, take care of the floating head exchanger is in general use craft equipments that carry on heats exchanging the operation. Be apply in the chemical engineering, petroleum, petroleum chemical engineering, electric power, light work, metallurgy, atomic, shipbuilding, aviation and provide hot etc.industry section extensively in Especially in petroleum refine and chemistry process equip, occupy the very and important position. This design aim at the Jilin turn organic synthesize the factory high blunt car , styrene, ethylene and not the cooling problem of the spirit, from the design condition for settle give, we selected by examinations the filler letter type to change the hot machine to carry on the cooling, and according to 《 the chemical engineering technological design manual 》 , GB150-98 and etc. GB151-98s designed the standard to carried on the structure design and the pit in the strength schools to the congealed machine, further make sure various size of the congealed machine, counteract the AutoCAD draws the congealed machine of assemble diagram and zero parts diagrams.Keywords：Floating head exchanger ;GB151-99 ;GB150-98 ;AutoCAD- III -目 录摘 要 IAbstract II绪 论 1第1章 壳程圆筒校核计算 21.1设计条件 21.2厚度计算 21.3液压试验 21.4压力及应力计算 2第2章 前端管箱圆筒校核计算 42.1 设计条件 42.2厚度计算 42.3 液压试验 42.4压力及应力计算 4第3章 前端管箱封头校核计算 53.1 设计条件 53.2厚度计算 53.3 压力计算 5第4章 延长部分兼作法兰固定式管板设计计算 64.1 壳程圆筒 64.2 圆筒 64.3 换热管 64.3 管板 74.4 管箱法兰 84.5 系数计算 124.6 强度校核 14第5章 壳程结构 245.1 折流板 245.2支持板 245.3 拉杆、定距管 245.4 防冲板 25第6章 补强计算 26第7章 换热器的制造、检验、安装与维修 277.1 换热器的制造、检验与验收 277.2换热器的安装、试车和维护 28符号说明 30结论 39参考文献 40致 谢 41 绪 论热交换器是进行热交换操作的通用工艺设备，被广泛应用于各个工业部门，尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。

换热器分类方式多样，按照其工作原理可分为：直接接触式换热器、许能式换热器和间壁式换热器三大类，其中间壁式换热器用量最大，据统计，这类换热器占用量的99%也可以按它完成的功能命名，如冷凝器、加热器、再沸器、蒸发器、过热器等同样，也可以按其结构特点进行分类间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类，其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期的操作过程中积累了丰富的经验，其设计资料比较齐全，在许多国家都有了系列化标准今年来尽管管壳式换热器也受到了新型换热器的挑战，但由于管壳式热交换器具有结构简单、牢固、操作弹性大、应用材料广等优点，管壳式换热器目前仍是化工、石油和石化行业中使用的主要类型换热器，尤其在高温、高压和大型换热设备中仍占有绝对优势管壳式换热器又称列管式换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器这种换热器结构简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型管壳式换热器结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和官箱等部件组成壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上进行换热的冷热的两种流体，一种在管内流动，称为管程流体：令一种在管外流动，称为壳称流体。

为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多吃横向通过管束，增强流体湍流程度换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列等边三角形排列较紧凑，管外流体湍东程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体对于完成某一任务的换热器，往往有多个选择，如何确定最佳的换热器，是换热器优化的问题，即采用优化方法使设计的换热器满足最优化的目标函数和约束条件在换热器设计中，最优目标是指包括设备费用和操作费用在内的总费用最小第1章 壳程圆筒校核计算1.1设计条件计算压力：2 设计温度:80℃壳程圆筒内径：600 材料名称：Q345R(热轧) 焊接接头系数：=0.851.2厚度计算 1.3液压试验GB150-1998B表4-1钢板许用应力中查出：设计温度许用应力实验温度下屈服点 校核结果：合格1.4压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]= = 2.86139设计温度下计算应力st = = 101.00 校核条件结论：筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00,合格筒体简图第2章 前端管箱圆筒校核计算2.1 设计条件计算压力：=0.6 设计温度：t=60℃ 内径：Di=600mm设计温度许用应力：[s] =170 材料：Q345R (热轧板材) 焊接街头系数：=0.852.2厚度计算 2.3 液压试验GB150-1998B表4-1钢板许用应力中查出：设计温度许用应力实验温度下屈服点 校核结果：合格2.4压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]= = 2.86139 结论：筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00,合格。

第3章 前端管箱封头校核计算3.1 设计条件计算压力：=0.6 设计温度：t=60 ℃ 内径：=600材料：Q345R (热轧)板材 焊接街头系数：=0.853.2厚度计算标准椭圆形封头：K = = 1.0000d = = 1.25 满足最小厚度要求3.3 压力计算最大允许工作压力：027结论：合格椭圆封头简图第4章 延长部分兼作法兰固定式管板设计计算4.1 壳程圆筒设计压力：2 设计温度： 80℃平均金属温度：46℃ 装配温度：15℃材料名称：Q345R (热轧)板材 设计温度下许用应力：170 平均金属温度下弹性模量: 平均金属温度下热膨胀系数：/4.2 圆筒壳程圆筒内径：600 壳程圆筒名义厚度：8 壳程圆筒有效厚度：6 壳体法兰设计温度下弹性模量：2.038105 壳程圆筒内直径横截面积：A=0.25=壳程圆筒金属横截面积： 4.3 换热管材料名称：Q345R(热轧)管子平均温度：36℃设计温度下管子材料许用应力：130 设计温度下管子材料屈服应力：226.2 设计温度下管子材料弹性模量：1.912105平均金属温度下管子材料弹性模量： 平均金属温度下管子材热膨胀系数： / ℃管子内劲d:25 管子壁厚：2.5 管子根数n:260换热管中心距S:32 管热管长度L:3000 管子有效长度(两管板内侧间距)L:2920 管束模数℃一根管子金属横截面积：=3.142.5（25－2.5）=176.7管子回转半径：=0.25=8.004比值管子稳定许用应力 =32.59管子稳定许用压应力 ()时， []==99.99Mpa4.3 管板材料名称：16 设计温度：80℃设计温度下许用应力：150 设计温度下弹性模量： 管板腐蚀裕量：1管板输入厚度：40 管板计算厚度：36 隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)：Ad=1.68104 mm2管板强度削弱系数：0.4管板刚度削弱系数：0.4管子加强系数 K=4.898管板和管子连接形式：焊接管板和管子胀接（焊接）高度：3.5 焊接许用拉脱应力：65 4.4 管箱法兰材料名称：Q345R(热轧) 管板法兰厚度：36 法兰外径：830 基本法兰力矩 ，，按GB150-1998第九章规定：，取和较大者螺。