本次流體輸送與傳熱工段換熱器的設計，所選用的換熱器為臥式固定管板式換熱器。如圖2-1所示。其基本結構特點是兩塊管板分別焊於殼體的兩端，管束兩端固定在管板上。
2.1 固定管板式換熱器結構
固定管板式換熱器由管箱、殼體、管板、管子等零部件組成，其結構較緊湊，排管較多，在相同直徑下面積較大，製造較簡單。
固定管板式換熱器的結構特點是在殼體中設定有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進出口管直接和封頭焊在一起，管束內根據換熱管的長度設定了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數。
換熱器設計的優劣最終要看是否適用、經濟、安全、運行靈活可靠、檢修清理方便等等。一個傳熱效率高、緊湊、成本低、安全可靠的換熱器的產生，要求在設計時精心考慮各種問題.準確的熱力設計和計算，還要進行強度校核和符合要求的工藝製造水平。
第三章 機械設計
3.1 工藝條件
3.2 設計計算
(1) 管子數n
換熱管常用的金屬材料有20, q235 — a, 16mnr等。根據本次的管程壓力為0.450.05mpa，管程進口溫度為40co，殼程進口溫度為70co。選取換熱管材料為20號鋼。
查教材化工設備，標準管長有1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0（單位為m），截取標準管長為3m。
按教材公式換熱器的管數n為：
採用正三角形排列，正三角形排列比較緊湊，在一定的殼徑內可排列較多的管子，且傳熱效果好，但管外清洗較為困難。而正方形排列，管外清洗方便，適用於殼程中的流體易結垢的情況，其傳熱效果較正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形錯 列，用於殼側流體清潔，不易結垢，後者殼側污垢可以用化學處理掉的場合。層數為14，換熱器內管子總根數為721，拉桿數為10，所以實際管數711根。
（2）管間距的確定
由表可知，取管間距a=32mm。
（3）換熱器殼體直徑的確定
di=a（b-1）+2d0
式中 di ——換熱器內徑，mm；
b ——正六角形對角線上的管子數，查表，取b=29；
d0 —最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取d0=25。
故 di=32*(29-1)+2*25=946 mm
圓整後取殼體內徑 di=1000mm
(4)換熱器殼體壁厚的計算
材料選用20r鋼，計算壁厚為
腐蝕裕量c2=1.2mm，查表得c1=0.25mm。
圓整後取δn=4.5mm
（5）換熱器封頭的選擇
選取標準橢圓形封頭。由於本次設計的換熱器殼程壓力在0.450.05mpa，屬於低壓容器，橢圓形封頭能夠滿足要求，而且該封頭製造比其他封頭容易衝壓形成，應力分布也比較均勻，為了便於焊接、經濟合理，選取標準橢圓形封頭。材料選用與筒體相同20號鋼。
按教材公式封頭厚度為：
與筒體的壁厚計算相同，所以橢圓形封頭的壁厚也是4.5mm。由封頭厚度查化工設備表2-15得直邊高h=40mm。 查封頭jb4746-XX表3-3,封頭的曲面高度h=250mm。
（6）容器法蘭的選用
湖南石油化工職業技術學院
材料選用16mnr。根據jb/t 4701-XX標準，選用dn1000，pn0.6mpa的凹凸密封面甲型平焊法蘭。法蘭尺寸如圖2-2所示
(7)管板尺寸的確定
選用固定式換熱器管板，併兼作法蘭，材料選用20r，尺寸如圖2-3所示。
(8)折流板設計
折流板為弓形， h=3/4di=750mm