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1.2 空气预热器的分类 1
1.2.1 板式空气预热器 1
1.2.2 回转式空气预热器 2
1.2.3 管式空气预热器 2
1.3 空气预热器的选型 2
1.4 空气预热器的发展应用 3
1.5 U型管式换热器的基本结构和其特点 3
1.6 课题研究的意义 4
1.7 国内外换热器的研究进展与发展趋势 5
1.7.1 换热器的国内研究现状及发展趋势 5
1.7.2 国外换热器技术发展水平与动向 8
1.8 本课题研究内容 8
2 U型管式换热器的设计计算 10
2.1 设计原始条件及数据 10
2.2 主体结构设计 10
2.2.1 换热管 10
2.2.2 U型管 12
2.2.3 管板 13
2.2.4 壳程筒体厚度计算 19
2.2.5 壳程筒体的强度校核 20
2.2.6 壳程筒体的压力及应力计算 22
2.2.7 后端壳体封头计算 22
2.2.8 壳程封头压力试验时应力校核 24
2.2.9 壳程封头压力计算 25
2.2.10 前端管箱筒体厚度的计算 25
2.2.11 前端管箱筒体压力试验时的压力校核 27
2.2.13 前端管箱封头计算 29
2.2.14 前端管箱封头压力试验时应力校核 30
2.2.15 前端管箱压力计算 31
2.2.16 封头的最小厚度校核 31
2.3 零部件选用 32
2.3.1 法兰和螺栓 32
2.3.2 拉杆和定距管 40
2.3.3 折流板 41
2.3.4 防冲板 41
2.3.5 接管及其开孔补强 42
2.3.6 支座 48
3 ANSYS有限元分析 49
3.1 定义材料属性与定义单元 50
3.2 建立有限元模型 50
3.3 划分网格 51
3.4 施加约束与载荷 52
3.5 求解及查看分析结果 53
4 结论 56
致谢 57
参考文献 58
1 绪论
1.1 引言
本课题题目为“空气预热器的设计”，空气预热器是一种典型的换热器，简称“空预器”。即：锅炉的尾部烟道里的烟气经过内部的散热片把进入锅炉前的空气预热到某数值的温度受热面。简单来说空气预热器是用来提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的。空气预热器的分类有许多种，按照空气预热器的传热方式能分为导热式和再生式两类。管壳式空气预热器是导热式空气预热器中最常用的。本课题所设计的预热器为管壳式。管壳式空气预热器的主要传热部件是薄壁钢管。管壳式空气预热器多呈立方形，钢管彼此之间垂直交错排列，两端焊接在上下管板上。管壳式空气预热器在管箱内装有中间管板，烟气顺着钢管上下通过预热器，空气则横向通过预热器，完成热量传导。管式空气预热器的好处是密封性好、传热效率高、容易制造和加工，所以多使用在电站锅炉和工业锅炉中。管式空气预热器的缺点是体积大、钢管里面容易堵灰、不容易清理和烟气进口的地方容易磨损。本课题设计一个用以预热空气的空气预热器，其壳程中介质为空气，管程中介质为蒸汽。
1.2 空气预热器的分类
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