U型管式换热器管板动力响应分析

u型管式换热器性能特点 性能特点： 此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能 好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内 抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。 其缺点是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小， 在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流 体易于短路而影响壳程换热。此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的 管子。这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介 质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。

i u型管式换热器设计 摘要 本文介绍了u型管换热器的整体结构设计计算。u型管换热器仅有一个管板，管子 两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双 管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于 检修和清洗，且结构简单，造价便宜。u型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封 头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件 等。 本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。换热器 采用双管程，不锈钢换热管制造。设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及 零部件的选型和工艺设计。 关键词：u型管换热器，结构，强度，设计计算 ii u-tubeheatexchangerdesign abstract thispaperintroducestheu-t

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为u型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与u型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。

U形管换热器管板隔板槽面积计算

常用u形管换热器多为双管程或四管程,gb151—1999《管壳式换热器》中给出了u形管换热器双管程管子正三角形排列和正方形排列隔板槽面积的计算公式。补充了双管程管子的另外两种排列方式以及四管程管子不同排列方式下隔板槽面积的计算公式。

i 摘要 本文依据国家相关规范、标准，严格遵循gb151-99和gb150-98，着重介 绍了u型管式换热器的传热工艺的计算，及物料与结构因素对换热能力的影响 和换热器的机械设计，包括工艺结构与机械结构设计和换热器受力元件如管板 的受力计算和强度校核，以保证蒸汽过热器安全运行，其中，前者主要是确定 有关部件的结构形式，结构尺寸和零件之间的连接，如封头、接管、管板、折 流板等的结构形式和尺寸，管板与换热管、壳体、管箱的连接等。还介绍了u 型管式换热器的制造、检验、安装和维修时应注意的事项。 关键词：蒸汽过热器传热计算结构设计强度校核 ii abstract thisthesisisbasedonrelevantnational,standards,andstrictlyfollowsthe gb151-99andgb150-98,emphat

u型管式换热器属于列管换热器的一种,被广泛应用在循环水冷却高温气体装置中。根据u型管式换热器的结构特点和技术原理,针对设备在使用过程中可能出现的问题,在整个材料采购和制造过程中,对换热器中管板制造加工、u型管成形及换热管与管板的焊接等制造的关键和难点予以质量控制,保证产品质量,使设备按设计要求制造完毕后安全有效地运行。

缠绕管式换热器广泛应用于煤化工装置,因其结构的特殊性,国内标准规范没有对其管板的设计计算方法做出规定。针对循环甲醇冷却器——一种典型的多股流缠绕管式换热器的管板在不同载荷条件下进行了有限元分析和应力评定,指出了有限元分析方法对于多股流缠绕管式换热器管板设计的经济性、实用性与安全性。

i xxxx大学 毕业设计说明书 设计q扣1：1459919609q扣2：1969043202 学院： 专业： 题目：u型管式换热器的设计 u-tubeheatexchangerdesign 指导教师：职称: 职称: 20**年**月**日 ii 摘要 本文介绍了u型管换热器的整体结构设计计算。u型管换热器仅有一个管板，管子 两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双 管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于 检修和清洗，且结构简单，造价便宜。u型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封 头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件 等。 本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。换热器 采用双管程，不锈钢换热管制造

u型管式换热器芯子制作后应进行壳程水压试验,以确保管接头及管不泄漏。本文主要介绍了打压壳体的设计。

化肥事业部2017年大检修u型管式换热器检修作业指导书 -1- 化肥事业部2017年大检修 u型管式换热器检修 作业指导书 编制人：审核一： 审核人：审核二： 批准： 岳阳建华工程有限公司 2017年4月15日 化肥事业部2017年大检修u型管式换热器检修作业指导书 -2- u型管式换热器检修 作业指导书 1.概述 化肥事业部2017年4月份开始为期一个月左右的大检修。本次检修u型管式换热器数 量多、难度大、检修时间紧迫，为确保换热器的检修优质、高速、安全顺利的完成，特编 制本方案用于u型管式换热器检修。 2.编制依据及规范 巴陵石化提供的换热器设备图纸 《石油化工换热器设备施工及验收规范》sh3532-2005 《石油化工施工安全技术规程》sh3505-1999 《热交换器》

利用ansys有限元分析软件,建立了薄管板波节管式换热器和普通光管薄管板换热器的三维模型,对其在正常运行工况时的管板进行应力和应变的分析比较,得到两种换热器的位移曲线图和mise应力曲线图,对仅受壳程压力与仅受管程压力时,换热管对管板应力分布的影响进行分析比较。结果表明波节管可以缓解管板的变形及应力,同时,薄管板波节管式换热器管板厚度计算方法可用普通光管换热器的管板计算方法替代,为此类换热器管板厚度设计计算方法提供了依据。

在多管程换热器管板计算中,应进行隔板槽面积的计算。gb151-1999《管壳式换热器》中给出了两管程正三角形和正方形排管换热器隔板槽面积的计算公式,本文补充了两管程换热器其余的两种排管形式及四管程换热器管子在各种排列方式下隔板槽面积的计算公式。

为了增加导电性能,利用火焰喷涂技术在玻璃纤维复合材料表面制备铝导电涂层。利用扫描电镜和金相显微镜观察铝涂层的组织结构,研究喷涂参数对铝涂层组织结构的影响,分析涂层与基体结合界面随厚度增加的变化规律;利用四电位法测量铝涂层的导电性能,分析组织结构与涂层孔隙率对涂层导电性能的影响。

介绍了asme高压u型管换热器管束设计及制造的工艺要点。若按标准设计制造asme换热器,因为规范中只给出了管板的计算公式,没有管束制造的详细要求及设计参数,这对于高压换热器还远远不够。结合多年的容器设计经验,文中给出了高压u型管管束具体设计及制造方法。

介绍了一种使用普通摇臂钻床加工双管板换热器管板方法和操作过程。通过采用试加工、采用钻模定位等有效工艺方法,完成了换热器管板的加工制造。

1传热效率高 板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标，板片波纹所形成的特 殊流道，使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流（湍流），扰 动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高。 一般地说，板式换热器的传热系数k值在3000～6000w/m2.oc范围 内。这就表明，板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/2～1/4即 可达到同样的换热效果。 2使用安全可靠 在板片之间的密封装置上设计了2道密封，同时又设有信号孔，一旦 发生泄漏，可将其排出热换器外部，即防止了二种介质相混，又起 到了安全报警的作用。 3占地小，易维护 板式换热器的结构极为紧凑，在传热量相等的条件下，所占空间仅为 管壳式换热器的1/2～1/3。并且不象管壳式那样需要预留出很大得空 间用来拉出管束检修。而板式换热器只需要松开夹紧螺杆，即可在原 空间范围内100%地接触到换热板的表面，

换热器在石化行业设备中占有非常重要的作用,尤其是近年来不断发展的浮头式换热器。管板是管壳式换热器最重要的零部件之一,用来排布换热管,将管程和壳程的流体分隔开来,避免冷、热流体混合,并同时承受管程、壳程压力和温度的作用。本文以pn0.8dn1000浮头式换热器为例,阐明了管板焊接工艺的要点,给出了管板计算厚度、管板重量、换热管轴向应力和换热管与管板连接拉脱力的一般化计算过程,对新型换热器管板的计算校核及选用有重要的参考作用。

目前,随着化学工业的迅速发展,为满足化工生产的要求,缩短生产周期,提高生产效率,保证产品质量,大量高温、高压设备被采用。由于u形管式换热器只有一块管板,管束可以自由伸缩,密封面少,可抽芯更换,故适用于管壳程流体温差大,高温、高压的场合。根据介质的种类、压力、温度等条件,管程侧一般是条件比较苛刻的介质,因此管箱是设计高压u形管式换热器的关键。高压容器的结构在保证强度可靠性的前提下,还需要保证密封的严密性,使容器在操作时不产生泄露,避免引起着火或者爆炸事故。因此必须使密封结构简单、可靠、结构紧凑、便于加工、装卸、检验等。高压密封结构具有多种型式,其中以双锥密封具有优良的综合性能,是在高压容器中广泛使用的密封结构。密封结构是由法兰及法兰盖、螺栓、密封垫片三者构成,在操作状态时,设备内的工作压力或者温度是波动的,螺栓受到脉动载荷,为了改善螺栓的受力以保证密封性能,需要对螺栓采取减小刚度的方法,这就需要对螺栓的结构采取必要的措施以达到降低刚度的要求。

目前,随着化学工业的迅速发展,为满足化工生产的要求,缩短生产周期,提高生产效率,保证产品质量,大量高温、高压设备被采用。由于u形管式换热器只有一块管板,管束可以自由伸缩,密封面少,可抽芯更换,故适用于管壳程流体温差大,高温、高压的场合。根据介质的种类、压力、温度等条件,管程侧一般是条件比较苛刻的介质,因此管箱是设计高压u形管式换热器的关键。高压容器的结构在保证强度可靠性的前提下,还需要保证密封的严密性,使容器在操作时不产生泄露,避免引起着火或者爆炸事故。因此必须使密封结构简单、可靠、结构紧凑、便于加工、装卸、检验等。高压密封结构具有多种型式,其中以双锥密封具有优良的综合性能,是在高压容器中广泛使用的密封结构。密封结构是由法兰及法兰盖、螺栓、密封垫片三者构成,在操作状态时,设备内的工作压力或者温度是波动的,螺栓受到脉动载荷,为了改善螺栓的受力以保证密封性能,需要对螺栓采取减小刚度的方法,这就需要对螺栓的结构采取必要的措施以达到降低刚度的要求。

目前,随着化学工业的迅速发展,为满足化工生产的要求,缩短生产周期,提高生产效率,保证产品质量,大量高温、高压设备被采用。由于u形管式换热器只有一块管板,管束可以自由伸缩,密封面少,可抽芯更换,故适用于管壳程流体温差大,高温、高压的场合。根据介质的种类、压力、温度等条件,管程侧一般是条件比较苛刻的介质,因此管箱是设计高压u形管式换热器的关键。高压容器的结构在保证强度可靠性的前提下,还需要保证密封的严密性,使容器在操作时不产生泄露,避免引起着火或者爆炸事故。因此必须使密封结构简单、可靠、结构紧凑、便于加工、装卸、检验等。高压密封结构具有多种型式,其中以双锥密封具有优良的综合性能,是在高压容器中广泛使用的密封结构。密封结构是由法兰及法兰盖、螺栓、密封垫片三者构成,在操作状态时,设备内的工作压力或者温度是波动的,螺栓受到脉动载荷,为了改善螺栓的受力以保证密封性能,需要对螺栓采取减小刚度的方法,这就需要对螺栓的结构采取必要的措施以达到降低刚度的要求。

结合现有计算方法,利用sw6计算软件对现有双管板换热器管板厚度的设计进行了计算。