摘 要:本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。

本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。

关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-10

第二章  U型管换热器的特点-12

第三章   U型管换热器设计正文-14

3.1 换热器的零部件名称-14

3.2 换热器的主要组合部件-15

3.3换热器材料选择-16

3.4换热器结构设计-17

3.4.1散热芯子的计算-17

3.4.2换热管的设计-19

3.4.3换热管中心距-19

3.4.4 布管限定圆-21

3.4.5 换热管的排列原则-23

3.5换热器结构设计计算-23

3.5.1 壁厚的确定-24

3.5.2管箱圆筒短节设计-25

3.5.3 壳体圆筒设计-26

3.5.4 封头设计[1～3]-27

3.5.5 后封头计算-28

3.5.6 管箱封头计算-29

3.6管板设计-30

3.6.1 管板的连接设计-33

3.6.2 管板设计计算-35

3.7 管箱结构设计-38

第四章  换热器其他各部件结构-40

4.1 进出口接管设计-40

4.1.1 接管法兰设计-40

4.1.2 接管外伸长度-43

4.1.3  接管与筒体、管箱壳体的连接-43

4.1.4  接管开孔补强的设计计算-43

4.1.5 接管最小位置-47

4.1.6 壳程接管位置的最小尺寸-48

4.1.6 管箱接管位置的最小尺寸-48

4.2  管板法兰设计-48

4.2.2 螺栓设计-52

4.2.3 法兰设计-54

4.3 折流板-56

4.3.1 折流板尺寸-57

4.4 拉杆与定距管-60

4.4.1拉杆的结构形式-60

4.4.2 拉杆的直径和数量-60

4.4.3 拉杆的尺寸-60

4.4.4 拉杆的布置-61

4.4.5 定距管尺寸-61

4.5 防冲与导流-62

4.5.1 防冲板的形式-62

4.5.2 导流筒-62

4.6 双壳程结构-62

4.7 防短路结构-63

4.7.1 旁路挡板的结构尺寸-63

4.7.2 挡管-64

4.7.3 中间挡板-64

4.8 鞍座-64

参考文献-65

致谢-66