氨冷凝器设计开题报告(2)
浮头式换热器优点：(1)管束可以抽出，以方便清洗管，壳程；
(2)介质问温差不受限制；
(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。
浮头式换热器缺点：(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
4.2 冷凝器材料选择
由于所设计的换热器属于常规容器，在工厂中多采用低碳合金钢制造，故本设计中可选择16MnR作为壳体和管箱的材料。
16MnR是是普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Mn量较低。16MnR钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量略低于普16Mn钢，除抗拉强度、延伸率要求比普通16Mn钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。
4.3 换热管的排列方式
换热管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形错列三种排列方式。各种排列方式都有其各自的特点：①正三角形排列：排列紧凑，管外流体湍流程度高；②正方形排列：易清洗，但给热效果较差；③正方形错列：可以提高给热系数。
（1）正三角形排列（2）正方形排列（3）正方形错列
4.4 开孔补强
由于各种工艺和结构上的要求，不可避免地要在容器上开孔并安装接管。在所要设计的浮头式氨冷凝器上，壳程和壳程的流体的进出管口都会开在壳体上，因此就一定会在换热器上开孔。开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因为结构的连接性被破坏，会产生很高的局部应力，会给冷凝器的安全操作带来隐患，因此此时需进行开孔补强的计算。
4.5 折流板的选择计算
设置折流板的目的是为了增强流体在管间流动的湍流程度；增大传热系数；提高传热效率。同时减少结构，而且在卧式换热器中还起支撑管束的作用。常见的折流板形式为弓形和圆盘—圆环形两种，其中弓形折流板有单弓形，双弓形和三弓形三种，但是工程上使用较多的是单弓形折流板。所以本次设计基于上述因数，选用单弓形折流板，又因所选用浮头式换热器，所以其浮头端宜设置加厚环板的支持板，而折流板厚度取决于它所支撑的重量，与壳体直径和板距有关，这也是此次设计所要研究计算的内容。
4.6 连接结构
管板和壳体的连接有不可拆式和可拆式，因采用的是浮头式换热器其要求管束能够方便地从壳体中抽出进行清洗和文修，故应采用可拆式的连接一般通过壳体上的法兰和管箱法兰夹持固定，所以在设计时需要对法兰做一定的选择及计算；管箱与管板的连接结构形式较多，会随压力的大小，温度的高低以及物料性质、耐腐蚀情况不同，连接处的密封要求和法兰的形式会各部形同，所以在设计是应选择合理实用的连接方式，这也是本次设计要考虑的内容；换热管与管板的连接，它从结构上讲与换热器的工作状态有关。从加工制造上讲，它不但技术要求高，而且加工量很大，从设备运行上讲，换热器与管板的连接处也是很容易发生泄漏的部位。所以换热管与管板连接质量的好坏直接影响换热器的使用寿命，所以在常用的强度胀焊、强度焊、胀焊并用这几种方法中要合理考虑自己所设计的氨冷凝器各方面的要求，做出合理选择及计算。
4.7 设计主要参数
壳程：氨
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