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3.5.7 焊接方法的选择设计 16
3.5.8 接管与筒体、管箱壳体的连接 16
4 换热器的结构设计 18
4.1 管箱与圆筒 18
4.1.1 管程筒体计算 18
4.1.2 壳程筒体计算 18
4.2 封头设计 20
5 换热器的强度校核 23
5.1 筒体壁厚校核 23
5.2 外头盖短节和封头厚度校核 23
5.3 换热器核算 24
5.3.1 热流量核算 24
5.3.2 污垢热阻 26
5.3.3 计算总传热系数K计 26
5.3.4 核算总传热系数 26
5.4 壳体上的开孔补强 26
5.4.1 补强及补强方法判别： 26
5.4.2 开孔所需要的补强面积计算 27
5.4.3 有效补强范围 27
5.4.4 有效补强面积 28
5.5管箱短节开孔补强的校核 29
5.6壳体接管开孔补强的校核 30
5.7 固定管板的校核 31
6 换热器的零部件的选用设计 34
6.1分程隔板 34
6.1.1 分程隔板的厚度 34
6.1.2 分程隔板槽 34
6.2换热管 34
6.3接管 34
6.4 浮头管板及钩圈法兰的结构设计 35
6.4.1 浮头管板 35
6.4.2 浮头管板及钩圈法兰尺寸 36
6.5法兰与垫片 37
6.5.1固定端的壳体法兰、管箱法兰与管箱垫片 37
6.5.2 垫片与螺柱设计 38
6.6布管限定圆 39
6.7 分程隔板形式选定 40
6.8 拉杆的直径、数量和尺寸 41
6.8.3拉杆孔 42
6.8.4拉杆的布置 42
6.8.5其他 42
6.9 折流板和支持板 42
6.10 折流板的布置 43
6.10.1圆缺高度 43
6.10.2折流板间距 44
6.10.3折流板数 45
6.10.4支撑板 45
6.11 固定端管板 45
6.12 排气和排液管 45
6.13 防短路结构 45
6.13.1 密封条 45
6.14 浮头盖的相关计算 46
6.14.1 壳程压力 作用下（外压）浮头盖的计算 47
6.14.2 钩圈 48
6.14.3 浮头盖的设计计算 48
6.15 鞍座 52
6.15.1 支反力计算如下： 52
6.15.2 鞍座的型号及尺寸 54
7 Ansys数据模拟分析试验 56
8 结论 65
9 致谢 66
10 参考文献 67
1绪论
1.1 课题研究背景
因为具有结构简单、应用范围广泛、制造价格低廉等优点，管壳式换热器在诸多领域具有重要地位，如化工、石油、核利用等。作为一种通用设备，其普遍使用于工业过程中。如今，因自身结构的复杂化，不断开发造成的材料消耗，应用技术实施造成的能源不足等问题让换热器的性能改善问题变得尤为重要，越来越多研究者对换热器的性能改善以及如何提升效率等方面展开了研究工作[1]。而原应用于石油炼化行业的管壳式换热器因结构较为简单，行业适应力较强，设计规范及安全性更高等优点已在市场占据了主导性地位。但换热器的损坏程度较高让企业在选择使用时往往有后顾之忧，据石油化工设备损坏的不完全统计显示在换热器在各类设备损坏中的占比高达27.2％，屈居第二位的塔、槽等设备的总损坏占比仅为1 7．2％。
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