目录固定管板式换热器中文摘要 换热器是工业生产中最常用的设备，在不同工作条件下对换热器性能要求不同，它是冷热流体间传递热量的设备。 本次设计为固定管板式换热器，固定管板式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、封头等组成。固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。由于其结构简单，运用比较广泛。固定管板式换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热。当两流体的温度差较大时，为了避免较高的温差应力，通常在壳程的适当位置上，增加一个补偿圈（膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。在传热计算工艺中，包括传热面积计算，传热量、传热系数的确定和换热器内径及换热管型号的选择，以及传热系数、压降及壁温的验算等问题。在强度计算中主要讨论的是筒体、管箱、封头、管板厚度计算以及折流板、法兰、垫片和接管、支座、等零部件的设计，还要进行一些强度校核。本设计是按照GB151管壳式换热器和GB150钢制压力容器设计的。 换热器在工、农业的各个领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处见，是不可缺少的工艺设备之一。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果。关键词：换热器；设计；校核；固定管板式AbstractHeat exchanger is the most commonly used equipment in industrial production, the requirements of different heat exchanger performance under different working conditions, it is the equipment of heat transfer between cold and hot fluids.The design for the fixed tube plate heat exchanger, fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of a tube box, tube plate, shell, heat pipe, baffle plate, rod, tube, head distance etc. Fixed tube plate heat exchanger by the two ends of tube plate and the shell. Because of its simple structure, more extensive use of. Fixed tube plate heat exchanger tube side and shell, through the fluid of different temperature, through the heat exchange heat. When the two fluid temperature difference is larger, in order to avoid high temperature stress, usually in the shell in the appropriate location, adding a compensation coil (expansion). When the shell and tube heat expansion compensation ring is not at the same time, the slow elastic deformation to compensate for the thermal stress caused by thermal.In the calculation of the heat transfer process, including heat transfer area calculation, heat transfer, the determination of heat transfer coefficient and the heat exchanger tube diameter and the choice of models of the heat exchange, and the heat transfer coefficient, pressure drop and wall temperature calculation etc. Discussion on the calculation of strength is the design of cylinder, tube box, head, tube plate thickness calculation and the baffle plate, flange, gasket and takeover, support, etc, but also some strength check. This design is in accordance with the design of GB151 shell and tube type heat exchangerand GB150 steel pressure vesselThe heat exchanger is very extensive applications in various fields of industry, agriculture, in the daily life of heat transfer equipment also can see, is one of the indispensable process equipment. With the in-depth research, industrial application has achieved the results attract peoples attention.Keywords: heat exchanger; design; check; fixed tube plate54 涡街流量计 www.kaqe.net 目录目 录文献综述1二、传热工艺计算72.1 原始数据72.2 定性温度及确定其物性参数72.3 传热量与水蒸汽流量计算82.4 有效平均温差计算92.5 管程换热系数计算102.6 结构的初步设计122.7 壳程换热系数计算122.8 总传热系数计算142.9 管壁温度计算152.10 管程压力降计算162.11 壳程压力降计算173.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定213.2 布管方式的选择213.3 筒体内径的确定223.4 筒体壁厚的确定223.5 筒体水压试验233.6 封头厚度的确定243.7管箱短节壁厚计算253.8管箱水压试验263.9管箱法兰的选择263.10管板尺寸的确定及强度计算273.11 是否安装膨胀节的判定：423.12 防冲板尺寸的确定：423.13 折流板尺寸的确定：423.14、各管孔接管及其法兰的选择：433.15 开孔补强计算：463.16、支座的选择及应力校核493.16.1 支座选择493.16.2 耳座的应力校核50致谢53参考文献54第十届结构工程学青年专家研讨会摘要：在大型火力发电厂空气冷凝支撑设备是一个新的特殊产业结构。这是一种典型的钢混泥土垂直混合设备。通过CFD软件直观的模拟出这种设备的表面风载荷分布情况。研究了“A”类支撑设备的风压，研究了不同形式下的防风墙风压，研究了不同方向角下的风压。分析了在不同防风墙形式下“A”类支撑设备顶部气流方向。获得了防风墙和在不同方向下“A”类支撑设备的任一截面形状系数。通过对结果的分析，获得了防风墙和最合理的防风墙形式下“A”类形状设备的形状系数。基于结果的分析提出一些建议。关键词：空气冷凝器；钢混泥土垂直混合设备，防风墙，风动数值模拟。1介绍在设计中结构抗风设计是非常重要的。强烈的飓风往往会使结构主体出现断裂裂纹。长时间持续性风的摇摆振动会出现结构节点、支承结构、其它部件的疲劳破坏，这些都对使安全性构成威胁。随着新的技术和工艺的应用，建筑物变得更加复杂，它们对风更具高灵敏性。在大的火力发电厂空气冷凝器支撑设备是一种新的特殊的工业结构。由于生产的需要，它的体型很特别，它的表面风压分布很复杂，在其垂直方向上它的质量和硬度是不均匀分布的，这是一种典型的钢筋混凝土垂直结构如图1。由于工艺需要，防风墙和“A”类支撑设备需要安装在结构顶部。防风墙的形式会对“A”类支撑设备的顶部气流方向和冷却空气利用率产生一定影响。在中国结构载荷规范中没有关于空气冷却支撑结构风参数的数据。目前为止在结构抗风设计中风的很多参数依旧不得而知，需要对防风墙结构形式作更深入的研究。因此研究空气冷却支撑结构风载荷和防风墙结构形式非常重要。经过四十多年的发展风工程理论已经相当成熟。风洞试验和计算流体力学（CFD）数值模拟能够很好的研究建筑物表面风载荷。尽管在国内外有很多关于其它建筑物风载荷的详细数据，但是关于空气冷却设备风载荷的数据却很少。垂直防风墙上空气冷却设备风压力分布依旧处于研究阶段。在本文中用大型CFD软件分析不同防风墙结构形式下1000MW空气冷却结构的风动数值模拟，防风墙的风压分布和不同防风墙形式下“A”类结构依旧还需要研究。2 风动数值模拟2.1 结构原型1000MW空气冷凝支撑设备是一种典型的钢筋混凝土垂直混合设备（见图2）。它由7.2米高的立体桁架和二十根47.8米高的管子构成。它的中间跨度是22.62米，边间跨度是11.31米。防风墙，“A”类支撑设备和直径80米的风扇安装在钢桁架的顶端。“A”类支撑设备的高度是14米，风扇半径是4.75米。要对垂直防风墙，弯曲其高度三分之一的防风墙，弯曲其高度二分之一的防风墙分别进行研究。“A”类支撑设备从左到右依次为M1到M20见图3。在逆时针方向上垂直防风墙被标注为A,B,C,D和弯曲防风墙被标注为A，B1，B2，C，D1,D2。由于结构对称，在逆时针方向上风方向角分别为0,45和90，角度间隔为45见图4。根据三种不同的防风墙形式和和三种不同的风方向角得到九种模拟条件见表1。2.2 模型排列23模型和计算理论231机构模型 整个1000MW空气冷凝设备的维度模拟是用流畅软件建立的，这个圆筒是通过模拟19米半径和478米高的圆柱得到的。通过相同的通风率，桁架是为了获得良好的网格而被简化。由于其结构复杂，它被模拟成一个有孔的长方体，它的X，Y，Z尺寸分别为1161米，958米，1米。由于风扇叶片的阻力，风扇做成35米的半径圆。典型的支撑结构被模拟成1米厚的长方体和它的顶部被模拟成18米的半径缸。根据40%通风率和由于其空隙很窄，空气冷凝片常被模拟成有一些狭长孔的长方体。垂直防风墙被模拟成一个长方体和弯曲防风墙被模拟成两个长方体。 2.32计算字段和网格