列管式煤油冷却器的设计说明书.docx

合肥工业大学
化工原理课程设计说明书
设计题目
列换热器可用做加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、和再沸器
等。换热器类型众多 . 性能各异 . 各具特点 . 可以适应绝大多数工艺过程对换热器
的要求。进行换热器的设计 . 首先是根据工艺要求选用适当的类型. 同时计算完成
给定生产任务所需的传热面积. 并确定换热器的工艺尺寸。

换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛 . 其中管壳式换热器的分类见表 1-1 [1]。
表 1-1管壳式换热器的结构分类
类型
特点
固定管
刚性结构
用于管壳温差较小的情况 （一般≤ 50℃） . 管间不能清洗
板式
带膨胀节
有一定的温度补偿能力
. 壳程只能承受低压力
浮头式
管内外均能承受高压
. 可用于高温高压场合
列
U 型管式
管内外均能承受高压
. 管内清洗及检修困难
管
管间容易泄露 . 不宜处理易挥发、 易爆炸及压力较高的介
间
填料函
外填料函
璧
管
质
式
式
壳
内填料函
密封性能差 . 只能用于压差较小的场合
换
式
釜式
壳体上部有个蒸发空间用于再沸、蒸煮
热
结构比较复杂 . 主要用于高温高压场合和固定床反应器
器
双套管式
中
式
套管式
能逆流操作 . 用于传热面积较小的冷却器、 冷凝器或预热
器
螺旋管式
沉浸式
用于管内流体的冷却、冷凝或管外流体的加热
..
喷淋式只用于管内流体的冷却或冷凝
列管式换热器
列管式换热器（ tubular exchanger）是目前化工及酒精生产上应用最广的
一种换热器。它主要由壳体、 管板、换热管、封头、折流挡板等组成。 所需材质 .
可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
在进行换热时 . 一种流体由封头的连结管处进入 . 在管流动 . 从封头另一端的出口管流出 . 这称之管程；另 - 种流体由壳体的接管进入 . 从壳体上的另一接管处流出 . 这称为壳程列管式换热器。
固定管板式换热器
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。固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备 . 是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。在炼油、
化工装置中换热器占总设备数量的 40%左右 . 占总投资的 30%-45%。随着节能技术的发展 . 应用领域不断扩大 . 利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
固定管板式换热器的特点是：（ 1）旁路渗流较小；（ 2）锻件使用较少 . 造价低；（ 3）无内；（ 4）传热面积比浮头式换热器大 20%～30%。
固定管板式换热器的缺点是：（1）壳体和管壁的温差较大 . 壳体和管子壁温
t ≤50℃ , 当 t ≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节；（2）易产生温差力 . 管板与管头之间易产生温差应力而损坏； （3）壳程无法机械清洗； （4）管子腐蚀后连同壳体报废 . 设备寿命较低。
..
设计要求
完善的换热器在设计和选型时应满足以下各项基本要求[4] ：
1）合理地实现所规定的工艺条件： 可以从：①增大传热系数②提高平均温差③妥善布置传热面等三个方面具体着手。
2）在进行强度、刚度、温差应力以及疲劳寿命计算时 . 应遵循我国《钢制石油化工压力容器设计规定》 和《钢制管壳式换热器设计规定》 等有关规定与标准。根据需要可添置气液排放口 . 检查孔