前言这次设计中的主要内容为浮头式换热器的结构与强度设计，主要包括：管板厚度计算、换热管的分布、折流板的选型、浮头盖及浮头法兰的计算、开孔补强计算以及各种零部件的材料选择等。在设计过程中，尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈的竞争。第1章概述第1·1节设备的简介换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂中，约占总投资的35%～40%。换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。其中管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到了广泛的应用。第1·2节设备的基本结构浮头式换热器有BE和SAE两S种型式，主要有壳体、浮动管箱、管束等部件组成，管箱由封头、管箱法兰、接管、接管法兰等组成，管束由换热管、折流板、拉杆、定距管、管板等组成。浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。第1·3节设备的分类和设计管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。近年来。尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促成了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占有主导地位。I-壳盖;2-固定管板;3-隔板;4-浮头钩圈法兰；5-浮动管板;6-浮头盖浮头式换热器有以下优缺点：优点：（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。缺点：（1）小浮头易发生内漏；（2）金属材料耗量大，成本高20%；（3）结构复杂。第2章结构设计第2·1节材料的选择2.1.换1热管规格及材质的选定选用φ25mm×2.0mm无缝钢管，在管程中为有机溶剂，材质为不锈钢（根据GB151—1999表10）。2.1.主2体材料的选定所设计的换热器属于常规容器，根据设计要求，主体材料为06Cr19Ni10材料。06Cr19Ni10是高合金钢，具有优良的综合力学性能和制造工艺性能，特别是具有高强度、耐腐蚀等性能，与此同时也会增加成本。2.1.法3兰根据JB/T4700-2000《压力容器法兰分类与技术条件》表1选择法兰型式为长颈对焊法兰（JB/T4703表一PN=1.0MPa）。再由JB/T4700-2000表2根据设计温度匹配法兰材料，选择16MnR（JB4726）。2.1.垫4片根据JB/T4700-2000表2匹配设计温度下的长颈对焊法兰，选择石棉橡胶板。2.1.螺5柱根据JB/T4700-2000表3选择螺柱材料为40MnB。2.1.螺5母根据JB/T4700-2000表2匹配螺柱材料，选择40Mn。2.2.其6它（1）折流板、支撑板和分程隔板选择Q235。-B（2）接地板和防冲挡板选用不锈钢0Cr18N。i9Ti（3）滑轨、旁路挡板、顶启螺栓、拉杆、螺塞、拉筋、吊耳、防松支耳选择Q23。5-A（4管）板材料16MnⅡ。（5管）法兰根据HG20615《-钢2制0管0法9兰》选用20锻钢。（7接）管选用根据GBT81638《-输2送0流0体用无缝钢管》20号钢。（8）鞍座材料：Q235-A。第2·2节结构设计.2主.要1工艺及结构基本参数的计算由GB151-1999可知，换热管的中心距S=32mm，分程隔板槽两侧相邻管的中心距为44mm；同时，由于换热管管间需要进行机械清洗，故相邻两管间的净空距离（S-d）不宜小于6mm。（2）布管根据壳体直径D、换热管中心距S、分程隔板两侧相邻管中心距及排列方i式，绘出布管图。当管束分程为6管程时，分程隔板有两种排列方式，如图1-2所示。由布管图得出，按图1-2布管可布594根管,满足GB151-19995.11.3流通面积要求。下图为6管程的分布情况，图1-3为流动方向；图1-4为前端管箱隔板（介质进口侧）；图1-5为后端管箱隔板（介质出口侧）。由设计参数（布管）得圆筒内直径D,=1100mm布管限定圆D为管束最外层换热管中心圆直径，其由下式确定：LD=D-2(b+b+b)(2•1)Li12查GB151-1999表13、14、15可知，b=5，b=5，b=13.5，故b=b+1.5=15，1n2n贝UD=1100-...
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