则所用材料在常温时，则因，故水压试验满足要求气压试验则因，故水压试验满足要求封头壁厚计算封头采用标准椭圆形封头，材料采用，则由于管箱壁厚取故封头厚度圆整取在此情况了压力试验般都满足要求标准椭圆形封头结构形式如图图标准椭圆形封头结构管箱结构管箱结构尺寸确定管箱的作用是把由管道来的管程流体均匀分布到各传热管和把管内流体汇集在起送出，本设计采用单程换热器，其结构如图图管箱结构形式管箱所要确定的尺寸主要是由排管图确定的分程隔板位置尺寸，由壳程直径决定的管箱直径以及管箱长度尺寸，管箱长度尺寸的确定是以保证流体分布均匀流速合理以及强度因素来限定最小长度，而已制造安装方便来限制最大长度的。还要求管箱上各相邻焊缝之间距离大于或等于，且应大于或等于，为管箱壁厚，单程管箱采用轴向接管时，接管中心线上的管箱长度应大于或等于接管内径的即综合考虑管箱应有足够空间来均匀输送流体，由标准椭圆形封头曲面高度，直边高度为，质量为取，则管箱筒节长为管箱法兰换热器常采用的法兰结构形式为平焊法兰及对焊法兰。法兰封面形式平面凸凹面和榫槽面。法兰的结构形式和密封面形式，应根据使用介质设计压力设计温度公称直径等因素来决定。设备法兰标准有甲型平焊法兰乙型平焊法兰长颈对焊法兰甲型平焊法兰选用的压力范围为，乙型平焊法兰选用的压力范围为，长颈对焊法兰选用的压力范围为。法兰尺寸如表表甲型平焊法兰系列尺寸公称直径法兰螺柱规格数量根据设计条件，管箱法的老师，感谢你们在百忙之中抽出时间。最后要感谢我的父母，每当我遇到困难的时候，父母总是第个给我鼓励的人，我所走过的人生的每步都浸透着他们无私的关爱与谆谆教诲。他们在精神上和物质上的无私支持，使得我的毕业设计少了不少后顾之忧。他们是我人生之中最坚强的后盾，他们是我生命中最值得信赖和依靠的人。最后，向所有关心我和爱护我的所有同学，师长，朋友致以最诚挚的感谢,目录前言第章再沸器基本参数设计任务和设计条件再沸器类型的选择流程的安排再沸器的热流量计算流体的有效平均温差传热面积的估算再沸器基本参数的初步确定换热器型号折流板拉杆防冲板第二章再沸器机械强度设计壳体壁厚计算管箱壁厚计算封头壁厚计算管箱结构管箱结构尺寸确定管箱法兰垫片固定管板计算壳体管子与管板连接结构设计壳体与管板连接管子与管板连接管板与管箱连接判断是否需要膨胀节开孔补强设计接管排气排液支座的选择第三章结论主要参考文献致谢第章再沸器的工艺设计设计任务和设计条件设计台立式热虹吸再沸器，以前塔顶蒸汽冷凝为热源，加热塔底釜液使其沸腾。前塔顶蒸汽组成乙醇，水，均为摩尔分数，釜液可视为纯水。具体条件及物性如下设计任务和设计条件如表表设计任务和设计条件名称壳程管程工作压力设计温度冷凝量蒸发量物性数据壳程液体在定性温度下的物性数据潜热热导率黏度密度管程流体在定性温度下的物性数据液相潜热液相热导率液相黏度液相密度表面张力液相比热容汽相密度汽相黏度蒸汽压曲线斜率物性数据流程的安排该再沸器由于用于甲醇的蒸汽再沸，工艺设计时考虑到甲醇具有较高的清洁度，不易在管道内产生污垢，具有饱和蒸汽冷凝的再沸器应使饱和蒸汽走壳程，便于排出冷凝液，因此考虑甲醇走管程，水蒸气走壳程。再沸器的热流量计算查设计常用标准得水蒸气在管道中常用速度范围为，本设计取，则进口流量又查水蒸气在时密度为则壳程冷凝量查化工原理壳程在时潜热则热流量径折流板外径允许偏差折流板的管孔折流板上管孔中心距等于管心距，公差为相邻两孔，任意两孔折，折流板上管孔加工后两端必须倒角流板的管孔直径有表查得允许偏差为表换热器折流板管孔尺寸及允许偏差换热管外径折流板管孔直径管孔直径允许偏差折流板结构形式如图图折流板结构形式拉杆本设计采用拉杆定距结构，拉杆端用螺纹拧入管板，每两块折流板之间的间距用定距管固定，每根拉杆最后块折流板用两个螺母锁紧固定，这种形式易于调节折流板之间夹紧程度，在穿进换热管后，各折流板处于相对自由状态。拉杆直径由表查得取拉杆数量由表查得取因为折流板间距所以拉杆长度选取根根拉杆结构形式如图图拉杆结构形式防冲板为了防止壳程物料进口处流体对换热管表面的直接冲刷，引起腐蚀及振动，应在流体入口处装置防冲板，以保护换热管。防冲板在壳体内的位置，应使防冲板周边与壳体内壁形成的流通面积为壳程进口接管截面积的倍。也就是接管与壳体内表面形成的马鞍形和防冲板平面间形成圆柱形侧面积，实际上接管管径确定后，就是个防冲板与壳体内壁的高度的确定，般规定接管外径，则圆整取防冲板为不锈钢时最小厚度取防冲板结构形式如图图换热器防冲板结构形式第二章再沸器机械强度设计壳体壁厚计算根据工艺条件，壳程设计压力为，焊接采用双面对接焊局部无损探伤，焊接接头系数，材料用，，取钢板厚度负偏差，腐蚀余量，则则壁厚考虑到换热器立体摆放，壳体上需要安装支座，为此适当增加筒体壁厚，且对合金钢最小壁厚要求，取筒体名义厚度为，水压试验压力为则所用材料在常温是，则因故水压强度满足要求气压试验因故气压试验满足要求管箱壁厚计算再沸器管箱选用材料，该材料在设计温流体的有效平均温差因采用逆流换热，则传热面积的估算根据物料性质选取则传热面积圆整取再沸器基本参数的初步确定换热器型号管径选用较小的管子，可以提高流体的对流给热系数，并使单位体积设备中的传热面积增大，设备较紧凑，单位传热面积的金属耗量小，但制造麻烦，小管子易结垢，不易清洗，可用于较清洁流体，由于甲醇腐蚀性小，是清洁流体，故可选用的不锈钢。管心距由于管程介质干净，管外无需清洗，取管心距管长按单管程计算，取管长则传热管管数管子采用正三角形排列，则求得，则正六边形对角线上传热管数目则单程换热器壳体内径查标准取折流板选择弓形折流板设置折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大壳程流体的传热系数，同时减少结垢。弓形折流板结构简单，性能优良，般标准换热器中只采用这种形式，弓形折流板切去的圆缺高度般是壳体内径的，常用值为，经验证明，的切口最为适宜，在相同的压力降下，能提供最好的传热性能。折流板间距的选取最好使壳体直径处的管间流动面积与折流板切口处的有效流动面积近似相等，这样可以减少介质在通过缺口前后由于流通面积的扩大与收缩而引起的压力损失。对于的切口，符合此要求的折流板间距为壳体直径的三分之，般情况下可使折流板间距不大于或小于折流板高度初步确定由排管分布图知，应将尺寸调整到被切除管孔保留到小于孔位，取折流板间距初步确定圆整取折流板厚度折流板厚度与壳体直径换热管无支撑长度有关，厚度选取，如表表折流板厚度壳体公称直径换热管无支撑长度，，厚度折流板与壳体间隙折流板与壳体的间隙依据制造安装条件，在保证顺利的装入前提下，越小越好，以减少壳程中旁路损失，排列方式采用水平切口。查表化工单元过程及设备课程设计取折流板外径允许偏差，如表表折流板外直径公称直径折流板名义外直孔接管，可以不予补强。规定，当在设计压力小于或等于的壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距对曲面间距以弧长计算大于两孔直径之和的两倍，且接管公称直径小于或等于时，只要接管最小厚度满足下表要求，就不另行补强，不另行补强尺寸如表表不另行补强的接管最小厚度接管公称直径最小厚度所以依据标准，甲醇出口管需要进行开孔补强校核，等面积补强设计方法主要用于补强圈结构的补强计算，基本原则就是使有效补强的金属面积等于或大于开孔所削弱的金属面积。等面积补强法是以无限大平板上开小圆孔的孔边应力分析作为其理论依据，但实际的开孔接管时位于壳体而不是平板上，壳体总有定的曲率，为减少实际应力集中系数与理论分析结果之间的差异，必须对开孔的尺寸和形状给予定的限制。对开孔最大直径做了如下限制圆筒上开孔的限制，其内径时，开孔最大直径，且当其内径时，开孔最大直径，且。开孔补强采用等面积补强法，由工艺设计给定的接管尺寸为，考虑实际情况选号钢，，。接管计算厚度接管有效厚度开孔直径接管有效补强宽度接管外侧有效补强高度需补强面积可以作为补强的面积为因故该接管补强的强度足够，不需要另设补强结构接管按要求取壳程进汽口管为壳程出汽口管为管程进口管为管程出口管为接管伸出长度确定接管伸出壳体或管箱壳体外壁的长度，主要考虑法兰形式焊接操作条件螺栓拆装，有无保温及保温厚度等因素决定，般最短应符合下式其中为接管法兰厚度，为接管法兰的螺母厚度，为保温层厚度，为接管伸出长度接管法兰选用带颈平焊钢制管法兰蒸汽进口法兰冷凝水出口法兰甲醇进口法兰甲醇出口法兰则蒸汽进口伸出长度蒸汽出口伸出长度甲醇进口伸出长度甲醇出口伸出长由，耳式支座主要尺寸如表表耳式支座主要尺寸允许载荷，容器公称直径高度底板垫板允许载荷，支座号型筋板地脚螺栓支座质量型型型型由计算和标准耳式支座主要尺寸选取型耳