浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。该换热器的管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管内，管束可以在壳体内自由伸缩，不会产生热应力。浮头式换热器适用于较高的压力下工作，适用于壳体壁温于管壁温差较大或壳程流体易结垢的场合。本设计的管程壁温和壳程壁温温差较大，工作压力属于中上，且管程内物料为重油，壳程内为轻汽油。故本设计选择浮头式换热器。
换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是各种工业部门最常见的通用热工设备，广泛应用于化工、能源、机械、交通、制冷、空调及航空航天等各个领域。换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛使用的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回收和节能的主要设备。
工业生产中使用的换热器型式很多，而且仍在不断发展。按使用目的不同，换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。由于使用的条件和工作的环境不同，换热器又有各种各样的型式和结构。按传热原理和实现热交换的方法，换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式3类，其中以间壁式换热器应用最为普遍。
间壁式换热器种类很多，如夹套式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器、板式换热器、板翅式换热器和列管式换热器，列管式换热器又叫做管壳式换热器，是目前应用最广泛的一种换热器。
管壳式换热器的应用已有十分悠久的历史。管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业。由于世界性的能源危机，工业生产中对换热器的需求量越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。在近代的许多化工过程中，如裂解、合成和聚合等，大都要求在高温高压下进行，有的压力高达250 MPa，温度则高达750℃，又腐蚀的情况下，实现换热更困难。而管壳式结构具有选材范围广、换热表面清洗方便、适应性强、处理能力大、能承受高温和高压等特点。一方面，伴随着现代化工厂生产规模的日益增大，换热设备也相应地向大型化方向发展，以降低动力消耗和余属消耗；另一方面，随着精细化工的迅速崛起，换热设备也有向小而精方向发展的趋势。管壳式结构的换热器能满足这样的要求。
近几十年来，随着紧凑式换热器(板式、板翅式等)、热管式换热器和直接接触式换热器等的发展，管壳式换热器面临着挑战，在某些场合，管壳式换热器已被一些新型换热器所取代，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，它的产量至今仍占统治地位。目前工业装置中管壳式换热器的用量占全部用量的70%。管壳式换热器结构也有较大的改进和发展，从原来传统的弓形隔板加光滑管的结构，发展为类型的管间支撑物加强化管的结构，由于这些结构上的改进，使得管壳式换热器的传热与流体阻力性能有了明显的改善，加上本身固有的优点，如耐高温、耐高压、结构简单和清洗方便等，使得管壳式换热器在激烈的换热器竞争中得以生存和发展。
管壳式换热器主要包括固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式等结构。根据介质的种类、压力、温度、污垢，以及管板与壳体的连接方式、换热管的形式与传热条件、造价和维修检查情况等，结合各种结构形式的特点选择、设计和制造各种管壳式换热器。
固定管板式换热器两端管板，采用焊接方式与壳体连接固定。固定管板式换热器由管箱、壳体、管板和管子等零部件组成，如图1.1所示。其结构简单紧凑，排管比较多，在相同换热器公称直径的情况下面积比较大，制造简单，但在最后一道壳体与管板的焊缝无法进行无损检测。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管板对热膨胀是自由的，因此当两种介质温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束能容易地插入或抽出壳体，这样方便清洗和检修。由于该换热器结构复杂，而且浮动端小盖在操作时无法得知其泄露情况，所以在安装时应特别注意其密封，如图1.2所示。
该换热管两端是固定在同一块管板上的，结构简单，造价低。管束可抽出，外壁便于清洗，但换热管清洗困难，所以介质必须是清洁且不结污垢的物料。由于结构不紧凑的原因，影响传热效率，换热也不均匀。一般用于高温高压的场合，壳程内一般按工艺要求设置折流板和纵向隔板，如图1.3所示。
填料函式换热器适用于壳程压力不高、较严重腐蚀的介质、温差较大且经常要更换管束的冷却器。它具有浮头换热器的优点，又克服了固定管板式换热器的缺点，结构简单，制造方便，易清洗检修。目前它使用在不宜直径过大，操作压力和温度不宜过高的场合，一般压力不超过2.0MPa。在壳程内为易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，不宜采用该换热器。如图1-4
换热管中心距 t 为25mm ，分程隔板槽两侧相邻管中心距t 0为38mm ，采用正三角形排列，传热管排列是一个正六边形。 取拉杆数为10。
由于换热器内径已经确定，采用标准内径决定浮头管板外径及各结构尺寸（参照文献[4]及GB151）。结构尺寸为：
依工艺条件：管侧压力和壳侧压力中的高值，以及设计温度和公称直径900，管箱法兰和管箱侧壳体法兰按JB /T4703-2000表1长颈对焊法兰标准选取。PN=1.10MPa 。法兰尺寸见表2-1（查文献[5]）
依工艺条件，壳侧压力、温度及公称直径DN =900mm ，按JB 4703-2000《长径对焊法兰》标准选取，并确定各部分尺寸，并画出结构草图。（查文献[2] [5]）
选用B型封头管箱，因换热器直径较大，其管箱最小长度可不按流通面积计算，只考虑相邻焊缝间距离计算。
管箱内分程隔板由文献[1]采用与封头，管箱短节同等材料，取厚度为10mm，在处于水平位置的分程隔板上开设直径为6mm的排尽液孔（槽深6mm）。
依据所选的管箱法兰，管箱侧法兰的结构尺寸，确定固定端管板最大外径为D=965mm。结构如图2-3
根据管程、壳程操作条件，管箱垫片选择石棉橡胶垫片，外头盖垫片选缠绕式垫片，斧头垫片选金属包石垫片。（文献[2]）
支座的选取按JB/T 4712.1-2007《鞍式支座》规定，选用BI重型（DN500-900）1200包角、焊制，四筋，带垫板鞍式支座，近固定管板处选F型，远管板处选S型。
对于JB/T4712鞍式支座，由设备重量，考虑到接管，法兰，加强圈等附件的质量以及风载荷和地震载荷等因素，其具体形式如图4-1，尺寸见表4-1
式中，C=80mm ，ba 为地脚螺栓孔中心线至支座垫板边缘的距离,d 为接管直径 L 1=275mm, 则 Lc
拉杆常用形式有两种：一种为拉杆和折流板焊接形式，一般用于换热管外径小于或等于14㎜的管束;另一种为拉杆定居管结构形式，用于换热管外径大于或等于19㎜的管束。所以选择拉杆定居管结构形式。 b 、拉杆尺寸
拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘，对于大直径的换热器，再布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆。
接管伸出壳体（或管箱壳体）外壁的长度，主要考虑法兰形式，焊接拆装，有无保温及保温厚度等因素决定。
浮头式换热器浮头管板的厚度不是有强度决定的，按结构取40，勾圈采用B型，材料与浮头管板相同，设计厚度按浮头管板厚加16mm，定为56mm。
c P —计算压力，MPa ； φ—焊接接头系数； i D —壳体直径，mm ； t ][σ—材料许用应力，MPa ； 计算壁厚：
外头盖封头选用标准椭圆封头，（封头曲边高为250mm ，直边高为40mm ） 封头计算厚度 1.11000
根据给定的工艺参数，管程材料为20号钢，设计压力 1.12a MP ，材料许用应力[]t =130a MP ，取焊缝系数
