255噸每小時(shí)U形管式冷卻器設(shè)計(jì)

摘要本文介紹了U型管冷卻器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。U型管冷卻器僅有一個(gè)管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由伸縮，無(wú)熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程采用雙管程，流程較長(zhǎng)，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(jiǎn)單，造價(jià)便宜。U型管式冷卻器的主要結(jié)構(gòu)包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接管、折流板、防沖板和導(dǎo)流筒、防短路結(jié)構(gòu)、支座及管殼程的其他附件等。換熱器的設(shè)計(jì)工作主要有換熱器綜述，換熱器的工藝計(jì)算以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算。其中換熱器工藝計(jì)算中需要根據(jù)初始數(shù)據(jù)計(jì)算其處理量以及工藝參數(shù)，換熱器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算主要集中在折流板，筒體以及開口上。換熱器是化學(xué)工藝生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一，它是一種冷熱流體間的傳遞熱量的設(shè)備，他們的使用條件和要求差別很大，如容量，溫度，壓力和工作介質(zhì)的性質(zhì)等，涉及的種類很多，因此換熱器的結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。U形管換熱器僅有一個(gè)管板，管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。U形管換熱器主要結(jié)構(gòu)包括筒體，封頭，換熱管，接管，折流板，防沖板，導(dǎo)流筒，防短路結(jié)構(gòu)，支座和管殼層的其他設(shè)備等。本次設(shè)計(jì)為二類壓力容器，設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力都較高，因而設(shè)計(jì)要求高。冷卻器采用雙管程，不銹鋼換熱管制造。設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行了冷卻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及零部件的選型和工藝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：U型管冷卻器；結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度；設(shè)計(jì)計(jì)算AbstractThispaperintroducestheU-tubeheatexchangerdesignandcalculation.U-tubeheatexchangerhasonlyonetubesheet,tubesarefixedatbothendsofboardsinthesametube,andtubescouldtelescopicfreely,non-thermalstress,thermalperformanceandcompensation;useofdouble-tubeprocess,theprocessislonger,higherspeed,betterheattransferperformance,pressurecapacity,andcontrolcanbeextractedfromtheshellwitheasymaintenanceandcleaning,andsimplestructurecostless.ThemainstructureofU-tubeheatexchanger,includesEquipmentcontrol,shell,head,exchangertubes,nozzles,baffled,impingementbaffle,guideshell,anti-short-circuitstructure,supportandothershell-tubeaccessories.ThistimeIdesignedasecondcategorypressurevessel,whichhashighdesigntemperatureandhighdesignpressure.Thusthedesigndemandsarestrict.Ithasdualheatexchangertube,stainlesssteelheatexchangermanufacturers.Imainlycarriedoutthedesignofheatexchangerstructuraldesign,strengthofdesignandpartsselectionandprocessdesign.Thedesignforthesecondcategorypressurevessel,designtemperatureanddesignpressurearehigh,sothedesignrequirementsishigh.Doubletubeheatexchange,heattransfertubesofstainlesssteelmanufacturing.Designmainlyforthedesign,selectionandprocessdesignandstrengthdesignofheatexchangecomponents.Keywords:U-tubeheatexchanger;Frame;Intensity;Designandcalculation

目錄3095第一章緒論 第一章緒論能源是當(dāng)前人類面臨的重要問題之一，隨著時(shí)間的推移，人類對(duì)能源的需求越來(lái)越急，為此它卻成為我們生活中的重要部分，這個(gè)過程中冷卻器是能源轉(zhuǎn)換的重要組成，其應(yīng)用面涵蓋整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，它應(yīng)用尤為廣泛。近幾年由于新技術(shù)發(fā)展和新能源開發(fā)利用，各種類型的冷卻器越來(lái)越受到工業(yè)界的重視，而冷卻器又是節(jié)能措施中較為關(guān)鍵的設(shè)備，因此，無(wú)論是從工業(yè)的發(fā)展，還是從能源的有效利用，冷卻器的合理設(shè)計(jì)、制造、選型和運(yùn)行都具有非常重要的意義。伴隨著節(jié)能技術(shù)的研究深入，其應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，冷卻器的應(yīng)用在進(jìn)行高溫和低溫?zé)崮芑厥辗矫鎺?lái)了很高的經(jīng)濟(jì)效益。冷卻器的分類也是多種多樣按照其工作的原理大致可以分為三種：一是儲(chǔ)能式冷卻器、二是直接接觸式冷卻器、三是間壁式冷卻器。其中間壁式冷卻器又可以分為列管式冷卻器和板殼式冷卻器兩種，列管式冷卻器由于其可靠性較高且應(yīng)用較廣泛等因素，在長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)過程中工程人員積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)資料相對(duì)較為齊全，伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，一些不同形式的冷卻器也不斷的涌現(xiàn)。在最近幾年的發(fā)展過程中，雖然列管式冷卻器收到了新型冷卻器的挑戰(zhàn)，但是在裝備中它仍然占據(jù)不可替代的位置，因?yàn)榱泄苁嚼鋮s器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理且牢固，其操作的彈性較大，應(yīng)用的材料較為廣泛等優(yōu)點(diǎn)。在石油、化工還有石化行業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。列管式冷卻器主要應(yīng)用在化工、石油、醫(yī)藥、食品、輕工、冶金、焦化等行業(yè)的液和液,汽和汽,汽和液的對(duì)流傳熱,蒸汽冷凝和液體蒸發(fā)傳熱等換熱冷凝流程。其主體由殼體和殼體內(nèi)部的管束所組成。管子的兩端分別固定在管板上，并且把殼程的流體分開，用以引導(dǎo)流體的流動(dòng)并且起到支承管子的作用。用定距管和拉桿將折流板與管子組裝在一起。列管式冷卻器共有三種結(jié)構(gòu)型式:固定管板式、浮頭式。固定管板式冷卻器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)緊湊合理具有造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，冷卻器的每一根換熱管都可以單獨(dú)的更換和清洗，在同一結(jié)構(gòu)尺寸下冷卻器和浮頭式冷卻器其換熱面積較大。由于固定管板式冷卻器的殼程清洗較為困難，所以它適應(yīng)于殼程壓力不高和換熱介質(zhì)溫度差不是很大的場(chǎng)合。浮頭式冷卻器應(yīng)為其管束的熱膨脹不會(huì)受到殼體的約束，并且可拆卸抽出管束，檢修清理較為方便，所以，浮頭式冷卻器的應(yīng)用最為廣泛，在油田儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中，百分之六十到七十的冷卻器都為浮頭式冷卻器。Ｕ形管式冷卻器類型是管殼式冷卻器的一種,其組成由管板、殼體、管束等組成。在相同的直徑情況下,Ｕ形管冷卻器的換熱面積是最大的；其自身具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、密封性能高,檢修、清洗方便、在高溫、高壓下金屬耗量最小、造價(jià)最低等優(yōu)點(diǎn)。第二章?lián)Q熱器傳熱工藝計(jì)算2.1起始數(shù)據(jù)殼程油的進(jìn)口溫度：=140℃殼程油的出口溫度：=75℃殼程油的工作壓力：P1=1.4MPa殼程油的流量：G1=255管程水的進(jìn)口溫度：=25℃管程水的出口溫度：=65℃管程水的工作壓力：P2=2MPa2.2定性溫度及確定其物性參數(shù)①殼程（煤油）殼程油的定性溫度：t1=107.5℃查表得殼程煤油的密度：ρ1=800Kg/m3查表得殼程油的比熱：Cp1=2.1Kg/(Kg·℃)查表得殼程油的導(dǎo)熱系數(shù)：λ1=0.15w/(m·℃)殼程油的粘度：μ1=493.7×10-6Pa·s查表得殼程油的普朗特系數(shù)：Pr1=42②管程（水）管程水的定性溫度：t2=45℃查表得管程水的密度：ρ2=998Kg/m3查表得管程水的比熱：CP2=4.174Kg/(Kg·℃)查表得管程水導(dǎo)熱系數(shù)：λ2=64.78w/(m·℃)查表得管程水的粘度：μ2=549.4×10-6Pa·s查表得管程水的普朗特系數(shù)：Pr2=3.542.3熱量守恒與油流量的計(jì)算假定取熱交換效率為η=0.98其設(shè)計(jì)傳熱量：Q0=G1×Cp1×(－)×η×1000/3600=255000×2.1×(140－75)×0.98×1000/3600=9475375W則管程水流量為：G2===56752t/h2.4有效平均溫度的公式計(jì)算△tn===50℃其中有關(guān)參數(shù)的計(jì)算參數(shù)：P===0.55參數(shù)：R===0.62冷卻器按照單殼程雙管程設(shè)計(jì)差《管程式換熱器原理與設(shè)計(jì)》得溫差校正系數(shù)?=0.85有效平均溫差：△tm=?△tn=0.85×50=42.5℃2.5管程換熱系數(shù)的計(jì)算采用試算的方式計(jì)算換熱系數(shù)初選換熱系數(shù)為K0=560w/m·k則可得出下列數(shù)據(jù)：初選傳熱面積;F0===340m2選用?25×2.5的無(wú)縫鋼管做換熱管管子外徑為：d0=25mm管子內(nèi)徑為：di=20mm管子長(zhǎng)度為：L=6000mm則需要換熱管數(shù)為:===720根可取換熱管根數(shù)為720根管程流通面積:==0.11㎡管程流速:===0.16管程雷諾:==998×0.16×0.02/549.4×10-6=5811管程傳熱系數(shù):α2==0.023××58110.8×3.540.4=1268062.6結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)查GB151-1999《管殼式換熱器》可知，管間距按照1.25選?。汗荛g距:s=1.25d0=1.25×0.025=0.032管束中心排管數(shù):=1.1=1.1×=29根，取30根則殼體內(nèi)徑為:===1.028圓整為:=1000㎜則長(zhǎng)徑比:==6，在4-6之間，合理。折流板選擇弓形折流板:折流板弓高:=折流板間距:=折流板數(shù)量:=塊取16塊2.7殼程換熱系數(shù)計(jì)算殼程流通面積:殼程流速:殼程質(zhì)量流速:=1.3466×800=1077.25殼程當(dāng)量直徑:殼程雷諾數(shù):根據(jù)，切去弓形面積所占的比例，可查得為0.145根據(jù)《管殼式換熱器原理與設(shè)計(jì)》圖2-12查得殼程傳熱因子：管外壁溫度假定值為100℃，壁溫下油粘度：=0.0004937粘度修正系數(shù):殼程換熱系數(shù):2.8傳熱系數(shù)計(jì)算查GB151-1999《管殼式換熱器》第138頁(yè)可知水側(cè)污垢熱阻:=油側(cè)污垢熱阻為:=由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻γ可以忽略不計(jì)，可得總傳熱系數(shù)為：732傳熱面積比為:=（合理）2.9管壁溫度計(jì)算管外壁熱流密度計(jì)算:=管外壁溫度:QUOTE=℃誤差校核:℃，誤差不大，合理。2.10殼程壓力降計(jì)算參考《換熱去設(shè)計(jì)手冊(cè)》1-3-75：由=79209，查圖1—3—24得殼程壓強(qiáng)摩擦因子=0.04其中：殼體內(nèi)徑=1.0m；管子長(zhǎng)度L=6m；折流板間距=0.33m；流體密度=800；流體粘度=493.7；管外流體壁溫107.5℃下粘度=0.0005494；則殼程壓強(qiáng)＜0.05，符合壓強(qiáng)計(jì)算。2.11管程壓力降計(jì)算參考《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》公式1-3-47：管程壓強(qiáng)：其中：—直管壓降；—回彎壓降；—管箱進(jìn)出口壓降；—結(jié)構(gòu)校正系數(shù)，=1.4；—串聯(lián)的殼程數(shù)，=1；—管程數(shù)，=2；其中則即＜0.05，符合壓強(qiáng)條件。第三章管殼式冷卻器的類型、結(jié)構(gòu)與型號(hào)3.1主要設(shè)計(jì)參數(shù)管程:管程介質(zhì)為水，溫度由250C加熱到650C，工作壓力2.0MPa，程數(shù)2殼程：殼程介質(zhì)為高溫油，程數(shù)1，由1400C被冷卻到750C、壓力為1.4Mpa，流量為255t/h。3.2冷卻器的零部件名稱表3.1序號(hào)名稱序號(hào)名稱序號(hào)名稱1接管法蘭11活動(dòng)鞍座（部件）21縱向隔板2管箱法蘭12U形換熱管22接管3殼體法蘭13擋管23內(nèi)導(dǎo)流筒4防沖板14固定鞍座（部件）24圓筒5補(bǔ)強(qiáng)圈15滑到25管箱側(cè)墊片6殼體（部件）16管箱墊片26凸形封頭7折流板17管箱圓筒（短節(jié)）27雙頭螺柱或螺栓8拉桿18封頭管箱（部件）28放氣口9定距管19分層隔板29螺母10支持板20中間擋板圖3.1U型管式冷卻器3.3冷卻器的主要組合部件冷卻器的主要組合部件有前段管箱、殼體和后端結(jié)構(gòu)（包括管束）三部分。詳細(xì)分類見圖3.2。圖3.2[2]主要零部件分類和代號(hào)第四章冷卻器材料選擇4.1選材原則冷卻器用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、冶煉方法、熱處理狀態(tài)、無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)項(xiàng)目均按GB150-1998第四章及其附錄A的規(guī)定。冷卻器它的主要用途是為了把熱量散出去，在我們的生活中它時(shí)常經(jīng)常容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。為此，避免金屬受到為了保護(hù)金屬部受腐蝕，最根本的方法是選擇耐腐蝕的金屬或非金屬材料。冷卻器主要部件材料選擇見表4.1表4.1材料零部件材料設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力[s]t標(biāo)準(zhǔn)管箱封頭15CrMoR8323128.24GB6654后封頭15CrMoR8.5273136.4GB6654筒體15CrMoR8.5273136.4GB6654管箱圓筒短節(jié)15CrMoR8323128.24GB6654管板0Cr18Ni10Ti4.5323112.62GB4728換熱管0Cr18Ni10Ti8323100.4GB/T13296-2007殼程接管15CrMoPN16273105.86GB6479管程接管0Cr18Ni10TiPN16273筒體法蘭15CrMoPN6.4273GB470O-4703-2000管程接管法蘭0Cr18Ni10TiPN16HG20592-97殼程接管法蘭15CrMoPN16323HG20592-97管箱法蘭15CrMoPN6.4273GB470O-4703-2000第五章冷卻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管殼式冷卻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、比溫差、結(jié)垢情況、流體的性質(zhì)以及檢修與清理等等來(lái)選擇一些適合的結(jié)構(gòu)型式。通常相同形式的冷卻器，由于各種條件的制約，其設(shè)計(jì)時(shí)所選用的結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)的過程中，除了滿足盡量選取標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品外，往往也會(huì)按照其特定的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)滿足工藝性的要求。它在外界給它施加較大的壓力的情況下，由于管壁有點(diǎn)薄，故此要加厚它的管壁。5.1壁厚的確定管式冷卻器的外殼由殼體和封頭還有管箱殼體所組成，其殼體一般采用管材或者板材劵制成型。壓力容器的公稱直徑選取參考GB9019-88規(guī)定，當(dāng)直徑大于等于400毫米的情況，選取板材來(lái)劵制殼體和管箱殼體；當(dāng)直徑小于400毫米的時(shí)候，一般會(huì)選用成型管。管式冷卻器的直徑系列應(yīng)該與封頭和連接法蘭的系列相互匹配，以方便進(jìn)行封頭和法蘭的選型。通常當(dāng)直徑小于1000毫米時(shí)，相差100毫米作為一個(gè)系列，在有必要的時(shí)候也可以選用50毫米作為一個(gè)系列；當(dāng)直徑大于1000毫米時(shí)，直徑相差200毫米為一個(gè)系列。表5.1.1[2]mm公稱直徑400～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600浮頭式，U形管式810121416固定式管板式68101214表5.1.2[2]mm公稱直徑400～≤500＞500～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600最小厚度3.54.56810125.2管箱圓筒短節(jié)設(shè)計(jì)管箱圓筒（短節(jié)）計(jì)算按GB150-1998第五章的有關(guān)規(guī)定；其開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算按GB150-1998第八章有關(guān)規(guī)定。圓筒的最小厚度按表5.1.2的規(guī)定。設(shè)計(jì)條件見表5.1.3。表5.1.3部件材料設(shè)計(jì)溫度℃設(shè)計(jì)壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm管箱圓筒短節(jié)15CrMoR3238.0128.241.0GB665400圓筒計(jì)算：在保證設(shè)計(jì)溫度的前提下圓筒的計(jì)算厚度按式（5-2-1（5-2-1）其中；；；=1.0帶入上式得：厚度計(jì)算：δ=25.76mm設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：，經(jīng)圓整取=26mm有效厚度：圓筒應(yīng)力計(jì)算按照式（5-2-2）計(jì)算：（5-2-2）得：<滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度=26mm合適。設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力按式（5-2-3）計(jì)算：（5-2-3）在滿足壓力要求下，所以厚度=26mm合適。5.3殼體圓筒設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件見表5-4：表5-4部件材料設(shè)計(jì)溫度℃設(shè)計(jì)壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm殼體圓筒15CrMoR2738.5136.41.0GB665400圓筒計(jì)算：設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算厚度按式（5-其中；；；=1.0帶入（5-2-1）得：計(jì)算厚度：δ=25.73mm設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：，經(jīng)圓整取=26mm有效厚度：設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力按式（5-2）計(jì)算：得：<滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度=26mm合適。設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力按式（5-2-3）計(jì)算：滿足壓力要求，故取名義厚度=26mm合適。5.4封頭設(shè)計(jì)[1～3]壓力容器封頭的種類主要分為凸型封頭、變徑段、錐殼、平蓋還有緊縮口等類型，在這其中凸型封頭包括有球冠行封頭、橢圓形封頭、半球形封頭、碟形封頭。根據(jù)工藝條件的要求和制造難易程度等情況來(lái)考慮采用什么樣的工藝條件。此次設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，它由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，它的組成由短圓筒和半個(gè)球面，如圖5.4所示。設(shè)計(jì)條件見表5.4-1，表5.4-2。圖5.4表5.4-1部件材料設(shè)計(jì)溫度℃設(shè)計(jì)壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm管箱封頭15CrMo3238.0128.241.0GB665400表5.4-2部件材料設(shè)計(jì)溫度℃設(shè)計(jì)壓力MpaMpaMpa標(biāo)準(zhǔn)mmmm后封頭15CrMo2738.5136.41.0GB665400符號(hào)規(guī)定：封頭內(nèi)直徑，mm；封頭外直徑（),mm；封頭曲面深度，mm；封頭質(zhì)變高度，mm；A封頭內(nèi)表面積，㎡；V封頭容積，；m封頭質(zhì)量，㎏；計(jì)算壓力（按[1]第3章）,MPa；最大允許工作壓力，MPa；封頭計(jì)算厚度，mm；封頭有效厚度，mm；封頭名義厚度，mm；設(shè)計(jì)溫度下封頭材料的計(jì)算應(yīng)力，MPa；設(shè)計(jì)溫度下封頭材料的許用應(yīng)力（按[1]第5章）,MPa；焊接接頭系數(shù)（按[1]第3章）。5.4.1后封頭計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)算厚度按式（4-4-1）計(jì)算：（5-4-1）其中；；；=1.0帶入式（5-4-1）得：計(jì)算厚度：δ=25.32mm設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：，經(jīng)圓整取=26mm有效厚度：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.15％，但當(dāng)確定封頭厚度已考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。故該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的名義厚度=26mm合適。橢圓形封頭的最大允許工作壓力按式（4-4-2）計(jì)算：（5-4-2）該封頭滿足壓力要求，故取名義厚度=26mm合適。設(shè)計(jì)溫度下封頭的計(jì)算應(yīng)力按式（4-4-3）計(jì)算：（5-4-3）滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度=26mm合適。5.4.2管箱封頭計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)算厚度按式（4-4-1）計(jì)算：其中；；；=1.0帶入（5-4-1）得：計(jì)算厚度：δ=25.35mm設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：，經(jīng)圓整取=26mm有效厚度：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.15％，但當(dāng)確定封頭厚度時(shí)已考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。故該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的名義厚度=26mm合適。橢圓形封頭的最大允許工作壓力按式（4-4-2）計(jì)算：該封頭滿足壓力要求，故取名義厚度=26mm合適。設(shè)計(jì)溫度下封頭的計(jì)算應(yīng)力按式（4-4-3）計(jì)算：滿足強(qiáng)度要求，故取名義厚度=26mm合適。由續(xù)表1[3]查取封頭的數(shù)據(jù)見表5.4.2：表5.4.2封頭公稱直徑DNmm曲面高度mm直邊高度mm內(nèi)邊面積A容積V質(zhì)量m管箱封頭800200500.81940.0992174.67后封頭800200500.81940.0992174.675.5換熱管設(shè)計(jì)[4]5.5.1換熱管的規(guī)格和尺寸偏差換熱管的長(zhǎng)度有設(shè)計(jì)條件給定取為6m，直徑Ф19mm，厚度δ=2mm；由GB13296查得換熱管的規(guī)格和尺寸偏差見表5.5.1：表5.5.1材料換熱管標(biāo)準(zhǔn)管子規(guī)格，mm高精度，較高精度，mm管控規(guī)格，mm外徑d厚度δ外徑偏差厚度偏差管孔直徑允許偏差不銹鋼0Cr18Ni10TiGBA13296-20071920.20U形管的尺寸（1）U型管彎曲階段的曲率半徑U型管彎曲階段的曲率半徑R（見圖5.5.2）應(yīng)不小于兩倍的換熱管外徑，常用換熱管的最小彎曲半徑可按GB151-1999表11選取，取=40mm。圖5.5.2(2)U型管的彎管段在彎曲前的壁厚最小取值按式（4-5-1）計(jì)算：（5-5-1）其中，d=19mm，R==40mm，=2mm，帶入上式得：，圓整取為2.5mm5.5.3管子的幾種排列方式換熱管的排列主要由一下及幾種：圖5.5.3[2]通常采用正方形排列方式來(lái)對(duì)殼程進(jìn)行清洗，管間通道應(yīng)該保證連續(xù)且沿整個(gè)管束，保證清洗通道為6毫米。折流板間距相同的情況下，在圖4.5.3中所示a和b這兩種排列形式的流通截面要比b與c這兩種方式小，更有利于提高流體的速度，所以相對(duì)比較合理一些。本文所設(shè)計(jì)內(nèi)容采用三角形排列方式。5.5.4布管限定圓圖圖表[2]b<1000>31000～2600>4=800mm,取b=28mm。表[2]≤700≥103>700≥135取=30mm，=5mm，則有。布管限定圓為管束最外層換熱管中心圓直徑，布管限定圓按表確定。表[2]冷卻器型式固定管板式、U形管式浮頭式布管限定圓直徑得：。5.6管板設(shè)計(jì)管板作為管式冷卻器的一個(gè)非常重要的組成元件，不僅與殼體和管子連接，它還是冷卻器中的一個(gè)重要的承受壓力的元件，管板在設(shè)計(jì)的過程中不僅要考慮其自身的強(qiáng)度要滿足還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性。管板得合理設(shè)計(jì)對(duì)于正確選用和節(jié)約材料、減少加工制造的困難、降低成本、確保使用安全都具有重要意義。U型管冷卻器只有一塊管板，采用可以拆卸式連接，管板通過墊片與管法蘭和殼體法蘭連接。其連接形式見圖5.6。圖5.6管當(dāng)管板與換熱管采用脹接時(shí)，管板得最小厚度（不包括腐蝕裕度）應(yīng)滿足表若管板采用復(fù)合管板，其復(fù)層最小厚度應(yīng)不小于10mm。并應(yīng)保證距復(fù)層表面深度不小于8mm的復(fù)層化學(xué)成分和金相組織符合復(fù)層材料的要求。表5.6.1換熱管外徑d，mm≤25>25～<50≥50最小厚度，mm用于易燃易爆及有毒介質(zhì)等場(chǎng)合≥d用于無(wú)害介質(zhì)的一般場(chǎng)合≥0.75d≥0.70d≥0.65d5.7管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管箱主要起到把管道中存在流體匯集到一起送出冷卻器的作用。管箱還具有改變流體流向的作用。5.7.1管箱的最小內(nèi)側(cè)深度兩程之間的流通面積的最小值是指管箱被與地面平行的平面所剖開所形成的載面面積；每程換熱管流通面積是指同一管程內(nèi)的換熱管管內(nèi)截面所形成的面積之和。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇取管箱內(nèi)側(cè)深度為835mm。5.7.2分程隔板隔板材料應(yīng)采用與管箱相同的材料制造。它的厚度應(yīng)該大于等于表6[2]的規(guī)定。按規(guī)定取隔板材料為15CrMo，隔板的最小厚度為10mm。槽深按照[2]規(guī)定：（1）槽深大于等于4mm；（2）槽的寬度根據(jù)材質(zhì)分為：碳鋼12mm,不銹鋼11mm；（3）槽拐角處的倒角通常為45°，倒角寬度b近似等于分程墊片的圓角半徑R，見圖5.7.2。圖5.7.2[2]取槽深為4mm，槽寬度為12mm，倒角為45°。第六章冷卻器其他各部件結(jié)構(gòu)6.1進(jìn)出口接管設(shè)計(jì)通常冷卻器的管箱上還有殼體上都會(huì)安裝有接口或接管還有進(jìn)出口管。在大多數(shù)管箱底部和殼體都安裝有排液管，在上部都安裝有排氣管，殼體的側(cè)面也通常裝備有安全閥接口以及其他設(shè)備的接口，例如壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)等。立式管殼式冷卻器，有必要的時(shí)候還需要設(shè)置溢流口。由于箱殼體和殼體上開孔，這樣會(huì)對(duì)局部位置的強(qiáng)度造成影響。6.1.1接管法蘭設(shè)計(jì)已知設(shè)計(jì)條件見表6.1.1表6.1.1管口規(guī)格符號(hào)用途或名稱公稱尺寸連接標(biāo)準(zhǔn)法蘭類型及密封面形式1-1，2管程進(jìn)出口PN16DN250HG20592-97WN/RJ2-1，2殼程進(jìn)出口PN16DN200HG20592-97WH/RJ根據(jù)HG20592-97選取接管法蘭的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：公稱直徑鋼管外徑法蘭厚度法蘭頸法蘭高度法蘭理論重量DNA1CNSH1RH（kg）200219662781616814065.625027376340201810155106.4公差連接尺寸DN法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺紋Th2004303603612M33×22505154304212M39×3密封面尺寸DNdPEFRmax25038833011170.820032227511170.8公差±0.5±0.13+0.4±0.2±0.5°墊片尺寸DNAPHC20015.52752210.525015.53302210.5公差±0.2±0.18±0.4±0.2緊固件長(zhǎng)度計(jì)算：螺柱：式中：緊固件長(zhǎng)度，mm；法蘭厚度，mm法蘭厚度正公差（按HG20592～20635-97表A.0.1-1規(guī)定）,mm；環(huán)連接面法蘭突臺(tái)高度（按HG20592第8.0.2規(guī)定），mm；環(huán)連接面法蘭間近似距離（按HG20592～20635-97表A.0.1-2規(guī)定）,mm；螺母最大厚度（按HG20592～20635-97表A.0.1-3規(guī)定）,mm；緊固件倒角端長(zhǎng)度（按HG20592～20635-97表A.0.1-3規(guī)定）,mm；六角螺栓或螺柱安裝時(shí)的最小伸出長(zhǎng)度（按一個(gè)螺距計(jì)算，見HG20592～20635-97表A.0.1-3規(guī)定）,mm；六角螺栓或螺柱的負(fù)公差（按HG20592～20635-97表A.0.1-4規(guī)定）,mm；，墊片厚度，取。查取數(shù)值，及計(jì)算結(jié)果見下表:DN計(jì)算結(jié)果l20066+4.0116.728．7222.33239.425076+4.0116.733.42.532.632接管外伸長(zhǎng)度它的長(zhǎng)度也叫接管伸出長(zhǎng)度，為此我們可以完成計(jì)算此長(zhǎng)度?？砂词剑?.1.1）計(jì)算：（6.1.1）代入數(shù)據(jù)計(jì)算接管外伸長(zhǎng)度得：殼程進(jìn)出口接管外伸長(zhǎng)度為：，取。管程進(jìn)出口接管外伸長(zhǎng)度為：，取。6.1.3接管開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用整體補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)如下：（1）確認(rèn)方法的適用性A圓筒計(jì)算厚度：殼程圓筒計(jì)算厚度：管程圓筒計(jì)算厚度：B接管計(jì)算厚度：殼程開孔直徑：管程開孔直徑：殼程接管計(jì)算厚度：名義厚度：，圓整取有效厚度：管程接管計(jì)算厚度：名義厚度：，圓整取有效厚度：C校核使用條件殼程接管：，管程接管：，故本設(shè)計(jì)可用整鍛件補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。（2）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積殼程：管程：（3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍A設(shè)定補(bǔ)強(qiáng)元件結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.1.4所示。過渡圓角半徑按GB150確定?；蛉〈笳撸街校?，殼程圓角半徑：取30mm圖6.1.4管程圓角半徑：取35mm或取大者殼程圓角半徑：取15mm管程圓角半徑：取15mmB有效補(bǔ)強(qiáng)范圍半徑有效補(bǔ)強(qiáng)范圍半徑按式（）計(jì)算（）殼程有效補(bǔ)強(qiáng)范圍半徑：管程有效補(bǔ)強(qiáng)范圍半徑：（4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積A圓筒多余金屬面積：殼程：管程：B接管多余金屬面積：殼程：管程：C密集補(bǔ)強(qiáng)區(qū)金屬面積：D有效補(bǔ)強(qiáng)面積（略去，圓角處金屬面積）：殼程：管程：（5）補(bǔ)強(qiáng)結(jié)果殼程：管程：故補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。6.1.4接管最小位置為了保證設(shè)備的制造、安裝，管口距地的距離也不能靠的太近，它受到最小位置的限制。本設(shè)計(jì)采用接管整體補(bǔ)強(qiáng)。6.1.5殼程接管位置的最小尺寸它的位置的最小尺寸，可按下列公式計(jì)算：無(wú)補(bǔ)強(qiáng)圈的接管（）取C≥4S(S為殼體厚度，mm)且≥30mm。計(jì)算殼程接管位置的最小尺寸如下：C≥4S=4×26=104mm，取C=105mm；6.1.6管箱接管位置的最小尺寸管箱接管位置的最小尺寸，可按下列公式計(jì)算：無(wú)補(bǔ)強(qiáng)圈的接管（）取C≥4S(S為殼體厚度，mm)且≥30mm。計(jì)算管箱程接管位置的最小尺寸如下：C≥4S=4×26=104mm，取C=105mm；6.2管板法蘭設(shè)計(jì)管板法以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配比較方便的螺栓法蘭連接用得最普通。螺栓法蘭連接主要由法蘭、螺栓和墊片組成。本次設(shè)計(jì)管板與管箱和殼體的連接采用螺栓法蘭連接。圖6-26.2.1墊片的設(shè)計(jì)墊片的作用是防止容器發(fā)生泄漏。墊片是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，它的變形能力和回彈能力是形成密封的必要條件。（1）墊片材料及密封面型式根據(jù)設(shè)計(jì)條件，采用不銹鋼金屬環(huán)墊片，密封面型式按表9-1[1]選取密封面形式為6。（2）墊片參數(shù)查表9-2[1]，選取墊片的特性參數(shù)m=6.5，y=179.3MPa。（3）墊片尺寸取墊片內(nèi)徑為840mm，外徑為900mm，厚度為3mm，墊環(huán)寬度ω=（900-840）/2=30mm。（4）墊片有效密封寬度查表9-1[1]的6，當(dāng)時(shí)，。（5）墊片壓緊力作用中心圓直徑當(dāng)時(shí)，=墊片接觸面的平均直徑=（900+840）/2=870mm。（6）墊片壓緊力A預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計(jì)算（6.2.1）B操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力計(jì)算（6.2.2）6.2.2螺栓設(shè)（1）螺栓材料及許用應(yīng)力螺栓材料選用35CrMoA,M36,螺紋小徑截面積A為787.75㎡,，。（2）螺栓的布置法蘭徑向尺寸、及螺栓間距的最小值按表9-3[1]選取,如表6.2.2。表6.2.236483680（3）螺栓載荷a、預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷計(jì)算（6.2.3）b、操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷計(jì)算（6.2.4）(4)螺栓面積A.預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積計(jì)算（6.2.5）B.操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積計(jì)算（6.2.6）C.需要的螺栓截面積，取、之大值，取。（5）螺栓數(shù)量及總截面積螺栓數(shù)量：，以4的倍數(shù)圓整為44個(gè)。螺栓總截面積：>。（6）墊片寬度校核，墊片選擇滿足條件。（7）螺栓設(shè)計(jì)載荷A.預(yù)緊狀態(tài)下螺栓設(shè)計(jì)載荷計(jì)算（6.2.7）B.操作狀態(tài)下螺栓設(shè)計(jì)載荷計(jì)算（6.2.8）6.2.3法蘭設(shè)計(jì)（1）法蘭力臂取，法蘭頸部斜度為1：3，則有。（2）法蘭載荷（3）法蘭力矩A.預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩計(jì)算（6.2.9）B.操作狀態(tài)下的法蘭力矩計(jì)算（6.2.10）（4）法蘭設(shè)計(jì)力矩法蘭設(shè)計(jì)力矩取以下大者：（5.2.11）?。?）法蘭形狀常數(shù)查表9-5[1],確定下列系數(shù)：T=1.80Z=3.82Y=7.4U=8.13查圖9-3[1]，得：查圖9-4[1]，得：查圖9-7[1]，得：假設(shè)法蘭厚度為170mm，則有：ψψ/T=2.0421/1.8=1.1345（6）法蘭應(yīng)力A.軸向應(yīng)力計(jì)算（6.2.12）B.徑向應(yīng)力計(jì)算（6.2.13）C.環(huán)向應(yīng)力計(jì)算（6.2.14）（7）法蘭應(yīng)力校核A.軸向應(yīng)力計(jì)算B.徑向應(yīng)力計(jì)算C.環(huán)向應(yīng)力計(jì)算D.組合應(yīng)力綜上所述，法蘭應(yīng)力滿足要求。（8）螺栓間距校核螺栓最大間距不宜超過式（5.2.8）計(jì)算值（6.2.15）螺栓間距也滿足條件。6.3折流板折流板它的結(jié)構(gòu)及其設(shè)備的安排，是由它的加工的工藝性決定的，它的目的就是來(lái)擴(kuò)大折流板之間的流動(dòng)的速度，同時(shí)也是為了增加把熱量傳出來(lái)的作用。它的結(jié)構(gòu)形式有很多種，我們生活中很常見的種類有弓形折流板、圓盤-圓環(huán)形折流板和矩形折流板。我們生活中經(jīng)常用的是弓形折流板。6.3.1折流板尺寸（1）折流板缺口高度它的高度必須要求是讓流體流過缺口時(shí)與橫過管束時(shí)的流速相近。缺口弦高h(yuǎn)值，宜取0.20-0.45倍的圓筒內(nèi)直徑。取圓缺率為0.25，則h=0.25×800=200mm。弓形折流板的缺口可按圖6.3.1切在管排中心線以下，或切于兩排管孔的小橋之間。圖6.3.1[2]（2）折流板的最小厚度折流板最小厚度按表34[2]選取。無(wú)支撐跨距了l為300mm，折流板厚度為6mm。（3）折流板板孔該冷卻器采用不銹鋼Ⅰ管束，按照表35[2]的規(guī)定，折流板管控直徑及允許偏差為：管孔直徑=d+0.7=19.7mm；允許偏差為：mm（4）折流板和支持板外直徑及允許偏差應(yīng)符合表41[2]的規(guī)定公稱直徑：800mm；折流板名義外直徑：800-4.5=795.5mm；折流板外直徑允許偏差：mm6.3.2折流板的布置如圖5.3.2(a)；若液體中含有少量氣體時(shí)，則應(yīng)在缺口朝下的折流板最高處開通氣口，如圖5.3.2(b),臥式冷卻器、冷凝器和重沸器的殼程介質(zhì)為氣、液相共存或液體中含有固體物料時(shí)，折流板缺口應(yīng)垂直左右布置，并在折流板最低處開通液口，如圖6.3.2(c),本次設(shè)計(jì)采用圖6.3.2(c)所示結(jié)構(gòu)。圖6.3.2[2]折流板最小間距一般不小于圓筒內(nèi)直徑的五分之一，且不小于50mm，特殊情況下也可取較小的間距。換熱管在其材料允許使用溫度范圍內(nèi)的最大無(wú)支撐跨距，應(yīng)按表42[2]的規(guī)定。取換熱管的最大無(wú)支撐跨距為1500mm。6.4拉桿與定距管6.4.1拉桿的結(jié)構(gòu)型式常用拉桿的形式有兩種，見圖6.4,（1）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，>,(按表45[2]規(guī)定）；（2）拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于或等于14mm的管束，>d；（3）當(dāng)管板較薄時(shí)，也可采用其他的連接結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)。圖.2拉桿的直徑和數(shù)量拉桿的直徑和數(shù)量可以按表43[2]和表44[2]選取。選取拉桿直徑為12mm。選取拉桿數(shù)量為8根。6.4.3拉桿的尺寸拉桿的長(zhǎng)度按實(shí)際需要確定，拉桿的連接尺寸按圖6.4.3，表6.4.3確定。圖6.4.3表6.5.3[2]拉桿直徑d拉桿螺紋公稱直徑b101013≥401.5121215≥502.0161620≥602.0選取拉桿螺紋公稱直徑為12mm，為15mm，為50mm，b為2.0mm。6.4.4拉桿的布置拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對(duì)于大直徑的冷卻器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支承點(diǎn)。6.5防沖與導(dǎo)流當(dāng)管程采用軸向人口接管或換熱管內(nèi)流體流速超過3m/s時(shí)，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體的不均勻分布和對(duì)換熱管端的沖蝕。對(duì)有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及氣液混合物，應(yīng)設(shè)置防沖板。對(duì)液體物料，當(dāng)殼程進(jìn)口處流體的（為流體密度，；為流體流速，），為下列數(shù)值時(shí)，應(yīng)在殼程進(jìn)口管處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍病?.5.1防沖板的形式（1）防沖板的兩側(cè)焊在定距管或拉桿上，也可同時(shí)焊在靠近管板的第一塊折流板上；（2）防沖板焊在圓筒上；6.5.2防沖板的位置和尺寸防沖板在殼體內(nèi)的位置，應(yīng)使防沖板周圍與殼體內(nèi)壁所形成的流通面積為殼程進(jìn)口接管截面積的1～1.25倍。防沖板外表面到圓筒內(nèi)壁的距離，應(yīng)不小于接管外徑的1/4。取殼程防沖板到圓筒內(nèi)壁的距離為60mm。6.5.3導(dǎo)流筒內(nèi)導(dǎo)流筒：內(nèi)導(dǎo)流筒是設(shè)置在殼體內(nèi)部的一個(gè)圓筒形結(jié)構(gòu)，在靠近管板的一端敞開，而另一端近似密封。在設(shè)計(jì)內(nèi)導(dǎo)流筒時(shí)，導(dǎo)流筒外表面到殼體圓筒內(nèi)壁的距離宜不小于接管外徑的1/3。導(dǎo)外導(dǎo)流筒：在設(shè)計(jì)外導(dǎo)流筒時(shí)，內(nèi)襯圓筒內(nèi)表面到外導(dǎo)流筒的內(nèi)表面間距為：接管外徑d≤200mm時(shí)，間距不小于50mm；d＞200mm時(shí)，間距不小于75mm。立式外導(dǎo)流筒冷卻器，應(yīng)在內(nèi)襯圓筒下端開淚孔。因此我這次的設(shè)計(jì)使用內(nèi)導(dǎo)流筒，它的外部表面到圓筒內(nèi)壁的距離為70mm。6.6雙殼程結(jié)構(gòu)它是使用縱向隔板將殼程分為雙程，縱向隔板的最小厚度為6mm，當(dāng)殼程壓力降較大時(shí)，隔板應(yīng)適當(dāng)加厚。需要抽出管束的冷卻器，應(yīng)在隔板的兩側(cè)與殼體的間隙處設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，如圖6-6所示。圖6-66.7防短路結(jié)構(gòu)旁路擋板或擋管是否需要、需要數(shù)量以及安裝部位等，應(yīng)根據(jù)使用條件和工藝計(jì)算來(lái)確定。一般應(yīng)考慮以下因素:（1）臥式、左右缺邊折流板冷卻器，殼程物料從旁路短路的可能性較大，應(yīng)根據(jù)需要考慮安裝旁路擋板或假管。（2）當(dāng)殼程的傳熱膜系數(shù)大大小于管程的傳熱膜系數(shù)時(shí)，殼程傳熱膜系數(shù)起控制作用，此時(shí)安裝旁路擋板或擋管能顯著提高總的傳熱系數(shù)。（3）旁路面積與殼程通流面積之比愈大，旁路的泄露就愈大，安裝旁路擋板或假管的效果也愈顯著；在較小的殼體直徑（DN≤400）中安裝擋板或擋管比在較大的殼體直徑中更加有效。經(jīng)過以上的分析可以知道，我這次的設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較計(jì)算之后了解到旁路擋板安裝的部分出現(xiàn)的問題。6.7.1旁路擋板的結(jié)構(gòu)尺寸安裝在冷卻器中的旁路擋板應(yīng)與折流板焊接牢固，旁路擋板的厚度可取與折流板相同的厚度6mm，旁路擋板的數(shù)量推薦如下：公稱直徑DN≤500mm時(shí)，一對(duì)擋板；500＜DN＜1000mm時(shí)，兩對(duì)擋板；DN≥1000mm時(shí)，不少于三對(duì)擋板。本次設(shè)計(jì)采用兩對(duì)擋板。6.7.2擋管擋管為兩端堵死的換熱管，設(shè)置于分程隔板槽背面兩管板之間，擋管與換熱管的規(guī)格相同，可與折流板點(diǎn)焊固定，也可用拉桿（帶定距管或不帶定距管）代替。擋管的設(shè)置都是為了減少流動(dòng)死區(qū)。擋管應(yīng)每隔3-4排換熱管設(shè)置一根，但不應(yīng)設(shè)置在折流板缺口處。擋管伸出第一塊及最后一塊折流板或支持板的長(zhǎng)度應(yīng)不大于50mm。擋管應(yīng)與任意一塊折流板焊接固定。6.7.3中間擋板中間單板的數(shù)量推薦如下:公稱直徑DN≤500mm時(shí)，一塊擋板；500＜DN＜1000mm時(shí)，兩塊擋板；DN≥1000mm時(shí)，不少于三塊擋板。本次設(shè)計(jì)采用兩塊擋板。6.8鞍座鞍座分為固定式（代號(hào)F）和滑動(dòng)式（代號(hào)S）兩種安裝形式。按照J(rèn)B4717/T4712-92的規(guī)定選用鞍座如下：固定式鞍座JB/T4712-92鞍座BI800-F滑動(dòng)式鞍座JB/T4712-92鞍座BI800-S鞍座尺寸如下：公稱直徑DN：800mm允許載荷Q：220KN鞍座質(zhì)量（帶墊板）：35kg鞍座高度h：200mm螺栓間距：l2=530mm膜板：δ2=10mm底板尺寸：l1=720mmb1=150mmδ1=10mm墊板：弧長(zhǎng)=940b4=200mmδ4=6mme=36鞍座設(shè)置應(yīng)盡可能靠近封頭，即A應(yīng)小于或等于且不宜大于0.2L,當(dāng)需要時(shí)，A最大不得大于0.25L。取兩鞍座間距離為4000mm。結(jié)論通過被課題的學(xué)習(xí)與研究，基本完成了U型管式冷卻器的設(shè)計(jì)任務(wù)，收獲頗豐，雖然設(shè)計(jì)任務(wù)完滿完成，但是設(shè)計(jì)中尚有需要改進(jìn)和完善之處。成果：（1）通過設(shè)計(jì)過程對(duì)過去學(xué)到的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了系統(tǒng)的回顧和學(xué)習(xí)；（2）較全面的了解和學(xué)習(xí)了U型管式冷卻器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)要求；（3）學(xué)習(xí)了冷卻器設(shè)計(jì)中常用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；（4）了解了焊接工藝常用的規(guī)范和技術(shù)要求；（5）懂得了獨(dú)立研究和思考問題的方法。不足:（1）對(duì)于管箱隔板的設(shè)計(jì)研究還不夠深入，設(shè)計(jì)部夠精準(zhǔn)；（2）接管的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)還需完善，以使結(jié)構(gòu)更加美觀和經(jīng)濟(jì)；（3）由于設(shè)計(jì)壓力較高有些結(jié)構(gòu)需要自行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少，研究不夠深入設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)還需完善和完美。此次設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，受益匪淺，設(shè)計(jì)規(guī)范中一些細(xì)節(jié)之處可參考的資料較少，在設(shè)計(jì)過程中遇到的一些難以解決的問題?？嘤谧陨碇R(shí)結(jié)構(gòu)還不夠完善，缺乏深度，希望在以后的工作中不斷充實(shí)與完善自我知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1]苗德山.鋼制壓力容器[M].全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),1998：197[2]朱巨賢.鋼制管殼式換熱器[M].蘭州石油機(jī)械研究所,1999:286[3]橢圓形封頭,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996:374[4]JB/T4717-92《U型管式換熱器型式與基本參數(shù)》,:349—353[5]橢圓形封頭[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[6]GB13296-2007《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管》[7]HG20592～20635-97.鋼制管法蘭、墊片、緊固件[8]錢頌德.冷卻器設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版，2002:99-103[9]毛希瀾.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書（冷卻器設(shè)計(jì)）[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1988:133[10]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[m].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999:252[11]蘭州石油機(jī)械研究所.換熱器.北京：烴加工出版社，1998：55-66[12.]秦叔經(jīng),葉文邦.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書——換熱器[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003:59致謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。在論文完成之際，大學(xué)生涯已過去三載，遙想入學(xué)當(dāng)時(shí)，恍如隔日，不免感嘆時(shí)光易逝，韶華難追。面對(duì)順利完成的論文，我滿懷欣喜，回想求學(xué)之路，快樂而艱辛。四年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在學(xué)習(xí)、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。首先，感謝我的指導(dǎo)教師。本論文能夠順利完成，離不開老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，老師在論文的選題、設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)整理，直至撰寫、修改和定稿等各個(gè)環(huán)節(jié)均嚴(yán)格把關(guān)，并投入了大量的時(shí)間和精力。在跟隨老師學(xué)習(xí)的過程中，我不僅掌握了全新而實(shí)用的學(xué)術(shù)思想和研究方法，也領(lǐng)會(huì)了許多待人接物與為人處世的道理。老師嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，令人如沐春風(fēng)，倍感溫馨。還要感謝宋克儉老師在中期答辯中給予了許多中肯意見，使我在之后的設(shè)計(jì)工作中能夠精益求精，事半功倍。其次，感謝所有教育過我的老師！你們傳授給我的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長(zhǎng)的源泉，也是完成本論文的基礎(chǔ)。師恩似海，永生難忘！最后，要感謝2012級(jí)過控的同窗好友，在同大家的交往中我學(xué)到很多，也非?？鞓?，正因?yàn)橛写蠹椅以诖髮W(xué)的生活才能如此豐富而充實(shí)。同窗之誼和手足之情，我將終生難忘！四年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，然而這段短暫時(shí)光的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都將是我生命中的美好回憶。因而在今后新的征程中，無(wú)論面臨多大的困難，我也將懷抱著感激、懷抱著情誼、懷抱著責(zé)任、懷抱著期望和夢(mèng)想，堅(jiān)定、自信地走下去。我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長(zhǎng)表示感謝！本論文在編寫過程中反復(fù)推敲和修改，但鑒于本人知識(shí)水平所限，不妥之處難免。，敬請(qǐng)各位老師的指正！不勝感激?；贑8051F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(duì)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(jí)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(cè)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(yíng)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)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(cè)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(cè)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(wú)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(cè)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