52万吨尿素合成氨一段冷凝器的设计.doc

52万吨尿素合成氨一段冷凝器的设计

摘 要

换热器是在具有不同温度的两种或两种以上的流体之间传递热量的设备。它是化工、冶金、炼油、动力、食品、原子能、制药、轻工、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。近年来，人们日益重视能源危机和环境保护，而换热器是特别是高效换热器又是节能和环保措施的关键设备。因此，无论是从各种工业的发展，还是从能源的有效利用和环境保护，换热器的选型、合理的设计、制造和操作都有非常重要的意义。
本设计“合成氨厂尿素一段冷凝器设计”主要是围绕固定管板式换热器的设计，熟悉合成氨化工行业中换热装置及其工艺流程，熟悉工作原理。通过对冷凝器的工艺设计（型号的选择、总传热系数、总传热面积等的计算），结构设计（筒体的内径、管板尺寸、接管的内径等的计算），强度设计（筒体壁厚的计算、管壳程开孔及补强的计算）

关键词：换热器；传热；强度；结构

ABSTRACT
The heat exchanger is having different temperatures of two or more than two kinds of fluid between the heat transfer equipment. It is the chemical industry, metallurgy, oil refining, power, food, pharmaceutical, atomic energy, light industry, machinery and other widely used in many industries, a universal device. In recent years, people pay more attention to the energy crisis and environmental protection, and the heat exchanger is particularly efficient heat exchanger and is energy saving and environmental protection measures of key equipment. Therefore, whether it is from a variety of industrial development, or from the efficient use of energy and environmental protection, heat exchanger selection, rational design, manufacture and operation are very important significance.
 The design of"synthetic ammonia plant of urea a condenser design" is mainly around the fixed tube sheet heat exchanger design, familiar with ammonia chemical industry heat exchanger and its technological process, be familiar with the working principle. Through the condenser design (model selection, the total heat transfer coefficient, total heat transfer area calculation, structure design ( the cylinder diameter, tube plate size, nozzle diameter calculation ), strength ( the cylinder wall thickness calculation, pipe shell opening and reinforcement calculation ).

Keyword: Heat exchanger;heat Transfer;Strength;and Structure

目录

绪论 1
1 换热器分类及简介 1
1.1 间壁式换热器 1
1.2 直接接触式换热器 2
1.3 蓄热式换热器 2
1.4 中间载热体式换热器 2
1.5 间壁式换热器举例及特点 2
1.5.1 沉浸式蛇管换热器 2
1.5.2 喷淋式蛇管换热器 3
1.5.3 套管式换热器 3
1.5.4 管壳式换热器 4
1.5.5螺旋板式换热器 4
1.5.6 板式换热器 5
1.5.7 板翅式换热器 6
1.5.8 板壳式换热器 7
1.5.9 伞板式换热器 8
1.6 管壳式换热器 8
1.6.1 固定管板式换热器 8
1.6.2 浮头式换热器 9
1.6.3 U形管式换热器 10
1.6.4 填料函式换热器 10
1.6.5 釜式重沸器 11
1.6.6 管壳式换热器结构 11
2工艺设计 11
2.1 基本参数 11
2.2 确定设计方案 12
2.2.1 选择冷凝器的类型 12
2.2.2 流程的安排 12
2.3 确定物理数据 12
    2.3.1 管程流体定性温度 12
2.3.2 壳程流体的定性温度及流体物理数据 12
2.3.3 冷却水流量及温差计算热负荷 12
2.4 传热面积 13
2.4.1 总传热系数 13
2.4.2 初算传热面积 13
2.4.3 初选换热器规格 14

2.5 核算压力降 14
2.5.1 计算管程流速 14
2.5.2 计算壳程当量直径和流速 14
2.5.3 核算压力降 15
2.6 核算总传热系数 16
2.6.1 计算管程对流传热系数 16
2.6.2 计算壳程对流传热系 16
2.6.3 计算总传热系数 16
3 结构设计 17
3.1 设备结构设计和材料选择 17
3.2 圆筒厚度 17
3.3封头与管箱 18
3.4压力容器法兰 19
3.5管板 20
3.6折流板形式的确定 20
3.7分程隔板 21
3.8 膨胀节 22
  3.8.1设计条件 22
3.8.2 几何尺寸 22
3.9 接管设计 23
3.9.1工艺蒸汽进口管 23
3.9.2 冷却水进口接管 23
3.9.3 残液接管 23
3.9.4 残气接管 23
3.10 接管的补强计算 24
3.10.1 蒸汽进口管的补强计算 24
3.10.2 冷凝水进口管的补强 24
3.10.3 冷凝液出口接管的补强 25
3.10.4 壁温计算 25
3.11支座的计算 26
3.12 压力实验 27
3.13 垫片的选取 28
结论 30
致谢 31
参考文献 32