浮头式换热器PN1.6DN500

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2.8 其他零部件设计[2]

2.8.1拉杆设计

因换热管径为Ф25mm，宜采用拉杆定距管结构形式，拉杆和定距管同时起着固定折流板的作用，对于分程槽中心拉杆还可以起到挡管的作用.拉杆应尽量布置在管束的边缘，对于大直径的换热器，不布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于三个支承点；拉杆材料用20钢。

根据GB151-1999 P75，表43和44，应该布置4根拉杆，拉杆的直径应为d=16mm；其长度根据需要而定。拉杆的结构参数见下表所示。

表3-9 拉杆的结构参数

拉杆直径d 16 拉杆螺纹公称直径dn La 16 20 Lb ?60 b 2.0 拉杆与管板利用螺纹连接结构，拉杆螺纹公称直径dn=16mm，螺孔深度L2=1.5dn=24mm，L长度视需要确定。结构尺寸图和与定距杆配合图如下：

图3.11 拉杆定距管结构

图3.11(续) 拉杆定距管结构

2.8.2 分程隔板设计

分程隔板一边与管箱封头进行配合，另一边与固定管板的槽面进行连接。沟

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槽以安放垫片，保证密封要求。它起着改变介质流向，缩小单程流通面积，延长流动距离，增加换热时间的作用。

根据GB151-1999，隔板厚度δ=14mm；分层隔板的材料应与管箱材料一样，采用16MnR，槽宽为12mm。槽深宜不小于4mm.

若δ＞10mm,则密封面处应削边至10mm,其结构如下：

图3.12 拉杆定距管结构

2.8.3 定距管设计

定距管的作用是将折流板之间的距离固定下来，并保持它与换热管垂直。当换热管外径大于等于19mm时，定距管外径与换热管相同，取?25?2mm，材料为20钢。 2.8.4滑道设计

滑道焊于折流板下部预设的槽内，在内径方向上突出者流板0.5—1mm,与管束成为一个整体，在拖拉管束时起导轨作用，以防折流板破坏。 2.8.5 折流板的设计计算

折流板的目的是为了加大壳程流体的速度，使湍动程度加剧，提高流体的对流传热系数。折流板有弓形折流板和环形折流板两种形式，其中以弓形挡板应用最多。挡板的形状和间距对壳程流体的流动和传热有重要的作用。弓形挡板的弓形缺口过大或过小都不利于传热，还往往会增加流动阻力。通常切去的弓形高度为外壳内径的10—40％，通常用的为20％和25％两种。挡板应按等间距布置，挡板的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管。卧式换热器的壳程为单相清洁流体时，折流板缺口应水平布置，且应在缺口朝上的折流板最低处开通液口，在缺口朝下的折流板最高处开通气孔等。折流板的间距：取壳体内径的1/5或50中的较大值。

1）折流板的选取

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拟采用弓形折流板，切口弦高取20%Di，因为在相同压力降下，能提供最好的热性能。根据《换热管设计手册》当L=3000 mm时可选取折流板间距为200mm，这样可以同时兼具折流板和支撑的作用。

2）折流板的厚度计算

因为折流板的厚度与换热管无支撑跨距及壳体直径有关，查GB-151表34得：取换热管无支撑跨距l?400mm，则?min=5mm；

3） 折流板的管孔

查GB-151表36，折流板和支撑板管孔直径为25.8mm。对于Ⅱ级换热管折流板管孔尺寸几允许偏差为25.8?0.4 mm；管孔加工时，折流板上管孔加工后，两端必须倒角0.5?45；折流板与壳体间隙，折流板名义外径为 DN-4.5=500?4.5?495.5mm

4）折流板布置：

折流板与法兰间距 L=(L1+B2/2)-(b-4) 其中L1?dh+(b-4)+C B2为防冲板长度

C?4S（S为壳体厚度）且?30mm dh为接管外径 b为管板厚度 L????mm

2.8.6. 防冲板设计(GB151- 1999, P76)

有腐蚀或有腐蚀的气体、蒸汽及液体的混合物应设置方冲板。

当管程采用轴向入口或换热管内平均流速超过3m/s时，要设置防冲板，以减少流体的不均匀和对换热管管端的冲蚀。

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图3.13防冲板结构

考虑到工艺气的流速为25.2m/s，应该在工艺气的进口设置防冲板，防冲板的形式一般有工字形，矩形和圆形，现选用圆形防冲板，材料为Q235-B，由GB151-1999，P76之规定，最小厚度 ??4.5mm，防冲挡板表面到壳体内壁面的距离B，一般为接管内直径的1/4-1/3。防冲板与圆筒内壁相焊接，其外表面距离应大于1/4?154=38.5取为40mm, 防冲板的边长B1?（d+50）mm=154+50=204mm 取B1=210mm.

而壳程进出口管流体的 ?v2?2.29kg/(m.s2)?2230kg/(m.s2)，无需设置防冲板。

2.8.7. 内导流筒的选用

导流筒端至管板的距离应满足使该处的环流流通面积不小于导流筒外侧的流通截面积。

1 内导流筒外表面距圆筒内表面的距离应大于?154?51.3mm，取为60

3mm；导流筒厚度为3mm，长度为400mm。 2.8.8. 防短路结构设计 1）旁路挡板设计

旁路挡板与折流板相焊接，其厚度与折流板相同为5 mm，数量为2对挡板；焊接结构如下：

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