1、鱼液蒸发组合装置设计工艺条件与技术参数管程 壳程设计压力 Mpa 0.6 0.6设计温度 110 65介质 鱼液 蒸汽焊缝系数 0.85 0.85腐蚀裕度 mm 1.0传热面积 m2 15设备类别 一类受压元件材料及数据以下数据来自 GB150-1998壳体圆筒材料 16MnR查表 4-1 ，65设计温度下的许用应力 MPaC17065查表 F5, 65 金属 11 温度下弹性模量 ES32查表 F6, 65 金属温度下平均线性膨胀系数 mm/mm64.管箱圆筒材料：16MnR查表 4-3 ，65设计温度下的许用应力 MPaC17065查表 F5, 65 金属温度下弹性模量 ES32换热管材料
2、 20 号钢 GB8163查表 4-3 ，110设计温度下的许用应力 MPat130查表 F1 ，110 设计温度下的屈服应力 S28查表 F5, 110金属温度下弹性模量 MPaES3109.6查表 F6, 110金属温度下平均线性膨胀系数 mm/mmS6.管板材料： 20 号钢 JB4726查表 4-5 ，65设计温度下的许用应力 Pa215查表 F5, 110金属温度下弹性模量 MES309.61.根据已知条件，确定换热管数目和管程数：选用 的换热管 材料为 20 钢。管长 1500 mm。5.2换热管的布置：采用正三角形布管方式。选择强度焊接,管心距 t=32mm。2,计算换热管根数则
3、换热管数目： 根42.13605.431.05.F0 Ldn取整 n=137 根管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。管子排列方式的选择（1）采用正三角形排列（2）选择强度焊接,由表 1.1 查的管心距 t=32mm。表 1.1 常用管心距管外径 /mm 管心距 /mm 各程相邻管的管心距/mm19 25 3825 32 4432 40 5238 48 60（3）采用正三角形排列，当传热管数超过 127 根，即正六边形的个数 a6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a 值时，可排的管数目见表 1.2。具体排列方式如图 1，管
4、子总数为 根。表 1.2 排管数目正三角形排列每个弓形部分的管数正六角形的数目 a六角形对角线上的管数 b六角形内的管数第一列 第二列 第三列 弓形部分的管数管子总数1 3 7 72 5 19 193 7 37 374 9 61 615 11 91 916 13 127 1277 15 169 3 18 1878 17 217 4 24 2419 19 271 5 3030110 21 331 6 3636711 23 397 7 42 43912 25 469 8 48 51713 27 547 9 2 66 61314 29 631 10 5 90 72115 31 721 11 6 10
5、2 82316 33 817 12 7 114 93117 35 919 13 8 126 104518 37 1027 14 9 138 116519 39 1411 15 12 162 130320 41 1261 16 13 4 198 145921 43 1387 17 14 7 228 161622 45 1519 18 15 8 246 176523 47 1657 19 16 9 264 19213、壳程选择壳程的选择：简单起见，采用单壳程。4、壳体内径的确定换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。壳体的内径需要圆整成标准尺寸。以 400mm 为基数，以 100
6、mm 为进级档，必要时可以 50mm 为进级档。对于单管程换热器，壳体内径公式 0)32(1Ddbt式中，t 为管心距，单位 mm； 为传热管外径，单位 mm。0d对于正三角形排列nb1.将 代入，得到137n取 13，85.2b mdbt5.46.2)1(D0结合换热管的排布图稍加圆整可选定布管限定圆 32LiDb105mL48式中 限定圆直径，mm；D 壳体公称直径，mm；i一般不小于 10mm，且 mm 故 =10mm；3b30.25.6.25bd3b2.5.2 管孔参考文献 ，管孔内径516表 0.15壁厚设计设计压力 Pc=0.6MPa ，设计温度 t=65，内径 =500mm，圆筒
7、焊接采用iD双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝，局部无损探伤，由给定的换热器设计工艺条件与技术知焊接接头系数 =0.85。参考文献 ，查得 16MnR 在7设计温度下 65时的许用应力： 170t试验温度下 110时的许用应力： 170t筒体文献 72cictpDP04.16.0857.cc式中 计算厚度，；c 计算压力，取设计压力 0.6 ；cPaMP 圆筒内径，；iD 许用应力t负偏差，mm；1C腐蚀裕度，mm；2管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比 5.1071iD系数 、 ，按 查 GB151-1999 图 25 和图 26， ；C“ifD/“ mh无法兰，故 0f管箱按 ，查 G
8、B151-1999 图 25 得 ；“2.51ifih、 012.“C查 GB151-1999 图 26 得 =0.0009管箱、圆筒与法兰的旋转刚度参数 25.120309.“12hfEK壳程圆筒按 ，查 GB151-1999 图 25 得 ；0“2.501ifisD、 012.C查 GB151-1999 图 26 得 =0.0009壳体法兰与圆筒的旋转刚度参数 25.120309.“12hfEK壳体带波形膨胀节时，换热管与壳程圆筒的热膨胀变形差设定换热器制造环境温度 Ct504 6601.5 )15(24.1)()(tasot壳体不带波形膨胀节时，换热管束与圆筒刚度比 419.2.1602
9、37.9StAEnaQ假定管板厚度 mn5管、壳程腐蚀裕量均为 1.0mm管板有效厚度 3)1(换热管有效长度 mLn 1387)5.(250.20 根据 GB151-1999 表 27,因温差不超过 50，故不设置膨胀节。圆筒名义厚度=0.8， =1.0mm；1C2mn41根据参考文献 最小厚度取 10mm。详见下表有效厚度 mCen 2.801.21水压试验 MPaptcT 75.6.55. 16MnR 屈服极限 345sMPa水压试验校核 MPaPaDp seiT 26485.0349.024.3.8207.2 换热器壳径的标准尺寸 mm 文献 1公称直径/mm325400 500 60
10、0 700800 900 10001100 1200最小壁厚/mm8 10 12 14二 列管换热器零部件的工艺机构设计1、折流板的设计安装折流板的目的，是为了加大壳程流体的速度，使湍流程度加剧，以提高壳程对流体传热系数。冷凝器,蒸发器,沉浸式等短管换热器由于传热系数 K 满足传热需要。故本设计中不设置折流板。2、拉杆、定距管由于本设计不设置折流板，故不设置拉杆、定距管3、防冲板本设计的管称流体为鱼液（溶菌酶，补体，天然溶血素，C-反应性蛋白，水等混合物） ，一种普通的物料。故，不需防冲板。传热管与管板的连接选用强度焊接连接。制造加工方便，保证换热管与管板连接的密封性和抗拉脱强度的焊接，目前采
11、用较广泛。表 3.1 强度焊接结构尺寸/mm换热管规格5.102495.32845.37伸出长度 l .0.05.0.01、管板与壳体及管箱的连接图 3-1 管板与壳体及管箱的连接B 型：管板直接与壳程圆筒和管箱形成整体结构管板厚度计算管板厚度应不小于下列三者之和：a）管板的计算厚度或 5.6.2 规定的最小厚度，取大者；b）壳程腐蚀裕量或结构开槽深度，取大者；c）管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度，取大者；换热管稳定许用压应力 cr换热管的回转半径 i查 GB151-1999 附录 J1 表得 i=0.8004mm换热管受压失稳当量长度 = 750mm P61crl系数 37.12890614.32StrEC按 GB151-1999,当 时：rcr Cil.9780.5 MPailcrtcr 071.4.216322
