双管板换热器的设计
双管板换热器的设计与研究，有助于对目前化工领域生产过程中所产生的问题加以解决和避免，使我们能够更好的提高生产效率，尤其是节能环保问题、安全性问题也能够得到妥善处理。双管板换热器通过换热段两端的两块固定管板和外侧兼做法兰的两块管板巧妙地起到了防止泄露、保护设备、安全生产的作用，有效地防止介质混合介质之间的壳体。其中折流板的设计也有着循环利用节能环保的作用，能够降低损耗，节约企业成本。关键词 双管板换热器，折流板，管板
目 录
1 引言 1
1.1 双管板换热器的概述 1
1.2 氯甲烷预热器 2
1.3 换热器的研究现状 2
1.4 双管板换热器的研究意义 2
2 设备总体方案设计 2
2.1 设计数据 2
2.2 换热器结构分析 3
2.3 双管板换热器的连接方式 4
3 双管板结构参数设计 5
3.1 双管板封头的设计 5
3.2 筒体的结构设计与工艺 9
3.3 换热管的选取 11
3.4 折流板的设计 13
3.5 管板的设计与计算 14
3.6 筒体连接法兰的选取 19
4 主要制造工艺 19
4.1 管箱的热处理工艺技术要求 19
4.2 换热管与管板焊接接头 21
5 主要检测手段 22
5.1 液压检测 22
5.2 气密性检测 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 引言
双管板换热器的设计课题的选择是我在实习时选定的，在实习期间接触了很多关于压力容器、化工机械相关的专业知识。氯甲烷预热器是我在实习期间企业正在做的项目，该产品实质是属于双管板换热器，本课题将主要以氯甲烷预热器为例进行分析研究。
1.1 双管板换热器的概述
双管板换热器属于列管式换热器，它有两个管板，这两个管板在保证一定间隙（通常加入某种介质）的前提下，分布在换热器的一端，这种精妙的设计可以很好地解决因为管 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
程中的介质和壳程中的介质混合所带来生产中不想要的物质。所以双管板换热器一方面可以解决管程和壳程压差的问题，而且可以避免两种流体在管板中的不良混合。
双管板换热器分为固定管板换热器和U型管式换热器，他们之间的差别见表1。
表1不同双管板换热器的比较
项目
固定管板换热器
U型管式换热器
传热系数
高
低
介质流向
逆流
一半逆流，一半顺流
密封性
一般
好
随着经济和技术的快速发展，市场上换热器的品种繁杂、功能齐全，不仅提高了资源的利用率，对节约型经济的提倡，而且给企业带来了经济与环保的双丰收，更是对可持续发展的践行。
/
图 1 双管板换热器示意图
1.2 氯甲烷预热器
氯甲烷是化工行业最常见的一种化学试剂，是一种极易燃烧和具有腐蚀性的气体。氯甲烷是一种良好的有机溶剂，可以用作香料。对氯甲烷的加热最重要的是要避免其他流体与其混合产生的腐蚀，双管板可以很好地达到这个效果。
1.3 换热器的研究现状
目前由于换热器能够在物料之间实现热交换的过程，并能达到节约能源的目的，对换热器的研究呈现良好的态势，甚至日益火热。现在对换热器的研究往大型化和新型化的方向发展，以达到企业和用户的需求。
国内现在主要研究的是对换热器的部件进行优化和换热器介质物化性质的变化，主要是对于换热器的使用寿命和使用条件与性能，通过优化内部参数达到提高换热器性能的目的。国外的比较优越于国内，国外对于换热器的研究主要在换热器外部性能的研究，应用研发出的新材料制作出性能优异、功能多样的换热器。但是，国内外殊途同归的做法都使得换热器的发展日益加快，加快了工业化的步伐，不仅提高了资源的利用率，对节约型经济的提倡，而且给企业带来了经济与环保的双丰收，更是对可持续发展的践行。
1.4 双管板换热器的研究意义
由于管、壳程相混合会引起燃烧及爆炸，产生不良反应、污染产品这些负面的影响就需要及时排除和避免。这时双管板换热器的优点就能很好的显现出来，与单管板相比更可靠安全,能很好的推广应用，而且使用寿命长，满足防腐蚀防污垢工艺劳动保护安全等目的要求。
2 设备总体方案设计
2.1 设计数据
设计数据表见表2 。
表2 设计数据表
设计数据表
规范
压力容器安全技术监察规程
GB1511999《管壳式换热器》
壳程
管程
积液壳
压力容器类别
二类
介质
蒸汽
有机物料
蒸汽
焊接规程
JB/T4709
介质特性
无毒无害
易爆/高度危害
无毒无害
焊缝结构
除注明外采用全焊透结构
工作温度（进/出）
138/138
67.2/85
138/138
除注明外角焊缝腰高
按较薄板厚度
最高工作压力
0.25
目 录
1 引言 1
1.1 双管板换热器的概述 1
1.2 氯甲烷预热器 2
1.3 换热器的研究现状 2
1.4 双管板换热器的研究意义 2
2 设备总体方案设计 2
2.1 设计数据 2
2.2 换热器结构分析 3
2.3 双管板换热器的连接方式 4
3 双管板结构参数设计 5
3.1 双管板封头的设计 5
3.2 筒体的结构设计与工艺 9
3.3 换热管的选取 11
3.4 折流板的设计 13
3.5 管板的设计与计算 14
3.6 筒体连接法兰的选取 19
4 主要制造工艺 19
4.1 管箱的热处理工艺技术要求 19
4.2 换热管与管板焊接接头 21
5 主要检测手段 22
5.1 液压检测 22
5.2 气密性检测 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 引言
双管板换热器的设计课题的选择是我在实习时选定的，在实习期间接触了很多关于压力容器、化工机械相关的专业知识。氯甲烷预热器是我在实习期间企业正在做的项目，该产品实质是属于双管板换热器，本课题将主要以氯甲烷预热器为例进行分析研究。
1.1 双管板换热器的概述
双管板换热器属于列管式换热器，它有两个管板，这两个管板在保证一定间隙（通常加入某种介质）的前提下，分布在换热器的一端，这种精妙的设计可以很好地解决因为管 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
程中的介质和壳程中的介质混合所带来生产中不想要的物质。所以双管板换热器一方面可以解决管程和壳程压差的问题，而且可以避免两种流体在管板中的不良混合。
双管板换热器分为固定管板换热器和U型管式换热器，他们之间的差别见表1。
表1不同双管板换热器的比较
项目
固定管板换热器
U型管式换热器
传热系数
高
低
介质流向
逆流
一半逆流，一半顺流
密封性
一般
好
随着经济和技术的快速发展，市场上换热器的品种繁杂、功能齐全，不仅提高了资源的利用率，对节约型经济的提倡，而且给企业带来了经济与环保的双丰收，更是对可持续发展的践行。
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图 1 双管板换热器示意图
1.2 氯甲烷预热器
氯甲烷是化工行业最常见的一种化学试剂，是一种极易燃烧和具有腐蚀性的气体。氯甲烷是一种良好的有机溶剂，可以用作香料。对氯甲烷的加热最重要的是要避免其他流体与其混合产生的腐蚀，双管板可以很好地达到这个效果。
1.3 换热器的研究现状
目前由于换热器能够在物料之间实现热交换的过程，并能达到节约能源的目的，对换热器的研究呈现良好的态势，甚至日益火热。现在对换热器的研究往大型化和新型化的方向发展，以达到企业和用户的需求。
国内现在主要研究的是对换热器的部件进行优化和换热器介质物化性质的变化，主要是对于换热器的使用寿命和使用条件与性能，通过优化内部参数达到提高换热器性能的目的。国外的比较优越于国内，国外对于换热器的研究主要在换热器外部性能的研究，应用研发出的新材料制作出性能优异、功能多样的换热器。但是，国内外殊途同归的做法都使得换热器的发展日益加快，加快了工业化的步伐，不仅提高了资源的利用率，对节约型经济的提倡，而且给企业带来了经济与环保的双丰收，更是对可持续发展的践行。
1.4 双管板换热器的研究意义
由于管、壳程相混合会引起燃烧及爆炸，产生不良反应、污染产品这些负面的影响就需要及时排除和避免。这时双管板换热器的优点就能很好的显现出来，与单管板相比更可靠安全,能很好的推广应用，而且使用寿命长，满足防腐蚀防污垢工艺劳动保护安全等目的要求。
2 设备总体方案设计
2.1 设计数据
设计数据表见表2 。
表2 设计数据表
设计数据表
规范
压力容器安全技术监察规程
GB1511999《管壳式换热器》
壳程
管程
积液壳
压力容器类别
二类
介质
蒸汽
有机物料
蒸汽
焊接规程
JB/T4709
介质特性
无毒无害
易爆/高度危害
无毒无害
焊缝结构
除注明外采用全焊透结构
工作温度（进/出）
138/138
67.2/85
138/138
除注明外角焊缝腰高
按较薄板厚度
最高工作压力
0.25
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