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3.3 管箱的设计 21
3.3.1 管箱的结构形式选择 21
3.3.2 管箱计算 22
3.3.3 水压试验 22
3.4 封头的设计计算 23
3.4.1 封头的选型和基本参数 23
3.4.2 封头厚度的计算 23
3.5 换热管的设计计算 24
3.5.1 换热管的尺寸和选材 24
3.5.2 管子的排列型式 24
3.5.3 换热管中心距 25
3.5.4 布管限定圆 25
3.5.5 换热管的排列原则 26
3.6 管板的设计 26
3.6.1 管板连接设计 27
3.6.2 管板的计算 28
4 其他零部件的设计校核 30
4.1 接管的设计 30
4.1.1 接管外伸长度 30
4.1.2 接管计算厚度 31
4.2 开孔补强设计 31
4.2.1 开孔所需补强面积 32
4.2.2 补强管的补强段长度 34
4.3 法兰的设计 34
4.3.1 容器法兰设计 34
4.3.2 接管法兰设计 35
4.4 折流板的设计 36
4.4.1 折流板的布置 36
4.4.2 折流板的最小厚度 37
4.4.3 折流板板孔 37
4.4.4 折流板名义外径 37
4.5 拉杆与定距管 37
4.5.1 拉杆的结构型式 37
4.5.2 拉杆的直径和数量 38
4.5.3 拉杆的尺寸和重量 38
4.5.4 定距管尺寸 38
4.6 防冲与导流 39
4.6.1 防冲板的形式 39
4.6.2 防冲板的位置和尺寸 39
4.6.3 导流筒的设计 40
4.7 支座的设计 40
4.7.1裙座与筒体的连接形式 40
4.7.2 裙座的计算 40
4.7.3 裙座的校核 41
5 结论 43
致 谢 44
参考文献 45
1 绪论
1.1 概述
在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为换热器。它是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式大致可分三大类，即：间壁式、混合式和蓄热式[1]。
本文主要介绍间壁式换热器中的管壳式换热器（又称列管是换热器）。其适应性最大，使用也最广泛。要由壳体、管束、管板和封头等部分组成，。壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。列管式换热器的优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构紧固，可选用的结构材料范围广，操作弹性大，其最大的缺点是传热效率低。
1.2 研究换热器的意义
目前在发达的工业国家热回收率已达96 % ，换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的35 %～40 %。其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%[2]。因此管壳式换热器的研究受到人们的高度重视。随着世界各国对节能环保要求的不断提高和能源的日益短缺，促使人们对换热器的性能提出了更高的要求。发展提高它的传热量是当务之急。需要从管程方面，选择合适的换热管以及从壳程方面，发展设计合适的壳程结构，使流体流速分布均匀，提高传热效率，为许多工业行业，带来巨大的经济和社会效益。