80立方米冷凝器的设计+CAD图纸(3)
本课题研究的过程物料换热器，在石油化工、医药、化工以及其他工业中使用广泛，它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等各个方面。利用物料的温差进行传热，改善了能量储存、转化、回收，以及新能源利用和污染治理等问题，迎合了当今世界大力发展节能技术的趋势。因此，开发和研究更高效、更安全的过程物料换热器具有重大的意义。
1.3 本课题的研究内容
根据设计要求和已知条件，确定设计参数作为换热器的设计参数。查找换热器设计相关书籍，确定设计方法和步骤，依据换热器设计标准，设计出一台满足生产要求的80 m3冷凝器。
原始条件及数据：
某化工厂需设计一盐酸冷凝器。
介质:管程 盐酸，壳程 冷却水
工作压力:管程 0.4MPa， 壳程 0.3MPa
工作温度 管程120℃，壳程 50℃
换热面积80m3
主要设计内容如下：
换热器的选型：换热器有很多样式，每种结构形式的换热设备都有其本身的结构特点和工作特性。选型时，需要考虑的因素很多，主要是流体的介质、压力、温度及允许压力降的范围；对清洗、文修的要求；材料价格；使用寿命等。还应考虑材料的价格、制造成本、动力消耗费和使用寿命等因素力求使换热器在整个使用寿命内最经济的运行。
材料选择、细部结构（接管，折流板，法兰和管箱等）的设计：材料性能对换热器运行的安全性有很大影响。选材不当，不仅会增加总成本，而且可能导致换热器破坏事故。因此合理的选材是设计的关键之一。换热器材料的选择应考虑：使用条件(包括设计温度、设计压力、介质特性和操作特点)；材料必须与其相接触的介质或其它材料相容(对于腐蚀性介质，应选用耐腐蚀材料)；明确零件的功能和制造工艺；明确材料化学成分(特别是硫和磷等有害元素)；综合经济性(主要有冶炼要求、尺寸要求、可获得性等)；应符合相应国家标准和行业标准的规定。
设计方法：在满足工艺要求的前提下，换热器应达到安全与经济的目标。换热器的主要设计任务是参数选择和结构设计、传热计算及压降计算等。设计主要包括壳体形式、管程数、换热管类型、管长、管子排列、管子支撑结构(如折流板结构等)、冷热流体的流动通道等工艺设计和封头、壳体、管板等零部件的结构、强度设计计算。换热器的工艺设计计算，依据设计任务的不同可分为设计计算和校核计算两种，包括计算换热面积和选型两个方面。
2材料选择及初步计算
2.1初始条件
盐酸冷凝器
介质:管程 盐酸，壳程 冷却水
工作压力:管程 0.4MPa， 壳程 0.3MPa
工作温度 管程120℃，壳程 50℃
换热面积80m2
2.2筒体材料的选择
压力容器选择材料必须考虑容器的具体操作条件，如介质、设计温度、设计压力，使所选择材料的力学、物理和耐腐蚀性能等相适合。符合有关材料标准的规定，并应在经济上合理。用于制造压力容器的材料，要求有良好的加工工艺，以便制造成形，更要考虑加工后材料性能要满足操作条件的要求。
中国压力容器用钢已形成三大基本类型：碳素钢、低合金钢和高合金钢三大系列。其中碳素钢中的低碳钢可以用来制造压力容器，其强度低而延伸性与可焊性好，因此允许用于制造低参数的压力容器。低合金钢是在低碳钢中加入少量合金元素，提高了钢的强度和低温韧性，从而扩大了使用的范围。而高合金钢主要是抗腐蚀、抗氧化或耐特高的温度的情况下。
本设计要求设计压力为0.6MPa，壳层温度为120°C，管层温度为50°C，故选用低合金钢Q345R。