換熱器設(shè)計(jì)-本科畢業(yè)論文

1、目 錄1概述11.1 換熱器的作用和意義11.2 換熱器的分類11.3 U形管式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)41.4 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)62 工藝計(jì)算82.1 原始設(shè)計(jì)參數(shù)82.2 計(jì)算換熱量82.2.1 計(jì)算有效平均溫度82.2.2 計(jì)算換熱量82.3 計(jì)算換熱管根數(shù)N92.4 選擇換熱器的基本參數(shù)92.4.1 選擇換熱管的排列形式92.4.2 計(jì)算換熱管的基本參數(shù)102.4.3 計(jì)算殼體內(nèi)徑102.4.4 折流板的參數(shù)選擇113 結(jié)構(gòu)計(jì)算133.1 圓筒結(jié)構(gòu)計(jì)算133.1.1 計(jì)算圓筒直徑Di133.1.2 計(jì)算圓筒壁厚133.1.3 最小壁厚校核143.1.4 應(yīng)力校核143.2 封頭的選擇計(jì)算15

2、3.2.1 封頭類型選擇153.2.2 封頭厚度計(jì)算153.2.3 最小壁厚校核163.2.4 壁厚強(qiáng)度校核163.3 管箱結(jié)構(gòu)計(jì)算173.3.1 計(jì)算管箱直徑Di173.3.2 計(jì)算管箱圓筒壁厚173.4 接管計(jì)算173.4.1 確定接管外徑和壁厚173.4.2 確定接管長(zhǎng)度183.5 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)193.5.1 補(bǔ)強(qiáng)元件類型203.5.2 接管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算213.5.3 接管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算223.6 支座243.6.1 支座類型選擇243.6.2 支座受力理論分析263.6.3 計(jì)算換熱器質(zhì)量283.6.4 支座強(qiáng)度校核294 零件設(shè)計(jì)324.1 法蘭324.1.1 法蘭類型選擇324.1.2 法蘭結(jié)構(gòu)

3、尺寸選擇324.2 墊片354.2.1 容器法蘭墊片354.2.2 物料接管法蘭墊片354.2.3 排氣、排液法蘭墊片354.3 螺栓364.3.1 容器法蘭螺栓364.3.2 物料接管法蘭螺栓364.3.3 排氣、排液法蘭螺栓364.4 膨脹節(jié)374.5 拉桿374.5.1 拉桿的結(jié)構(gòu)尺寸374.5.2 拉桿與管板連接384.6 折流板38結(jié) 論40致 謝41參考文獻(xiàn)421概 述1.1 換熱器的作用和意義換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)不同溫度流體間的熱能傳遞，又稱熱交換器。換熱器是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備1。 在換熱器中，至少有兩種溫度不同的流體，

4、一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)存在兩種以上的流體參加換熱，但它的基本原理與前一種情形并無(wú)本質(zhì)上的區(qū)別。在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的地位。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)2。換熱器的設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問(wèn)世。1.2 換熱器的分類換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于耗能用量大的領(lǐng)域。隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類越來(lái)越多。適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器

5、，結(jié)構(gòu)型式也不同，換熱器的具體分類如下：1、換熱器按傳熱原理可分為： (1)間壁式換熱器 間壁式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣。間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。 (2)蓄熱式換熱器 蓄熱式換熱器通過(guò)固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過(guò)加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過(guò)固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門切換式等。 (3)流體連接間接式換熱器流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由

6、在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱作蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。 (4)混合式換熱器 混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。例如，冷水塔、氣體冷凝器等3。2、換熱器按用途分為： (1)冷卻器冷卻器是把流體冷卻到必要的溫度，但冷卻流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。 (2)加熱器 加熱器是

7、把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。 (3)預(yù)熱器 預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為工序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。 (4)過(guò)熱器過(guò)熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過(guò)熱狀態(tài)。(5)蒸發(fā)器蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化5。3、換熱器按結(jié)構(gòu)分為：(1)固定管板式。固定管板式換熱器的典型結(jié)構(gòu)是管束連接在管板上，管板與殼體焊接。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、緊湊，能承受較高的壓力，造價(jià)低;殼程清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵管或更換。缺點(diǎn)是當(dāng)管束與殼體的壁溫差或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。這種換熱器適用于殼程側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢的場(chǎng)合;管、殼程兩側(cè)溫

8、差不大或溫差較大但殼程側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。(2)浮頭式。浮頭式換熱器的典型結(jié)構(gòu)是兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)稱為浮頭。浮頭由浮頭管板、鉤圈和浮頭端蓋組成，是可拆聯(lián)接，管束可從殼體內(nèi)抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，因而不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。浮頭式換熱器的特點(diǎn)是管間和管內(nèi)清洗方便;但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無(wú)法檢查，制造時(shí)對(duì)密封要求較高。它適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。(3) U形管式。U形管式換熱器的典型結(jié)構(gòu)是只有一塊管板，管束由多根U形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上，管子可以自由伸縮。當(dāng)殼

9、體與U形換熱管有溫差時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。其主要缺點(diǎn)是U形管具有一定的彎曲半徑，故管板的利用率較差，管內(nèi)不易清洗，U形管更換困難。U形管換熱器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，承受能力強(qiáng)，適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢需要清洗、又不適宜采用浮頭式和固定管板式的場(chǎng)合，特別適用于管內(nèi)清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。(4)填料函式。換熱器兩管板中一塊與法蘭通過(guò)螺栓固定連接，另一塊類似于浮頭，與殼體間隙處通過(guò)填料密封，可做一定量的移動(dòng)。此結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，加工、制造、檢修、清洗比較方便，但填料密封處易產(chǎn)生泄漏。填料函式換熱器適用于壓力和溫度都不高、非易燃、難揮發(fā)的介質(zhì)傳熱。在近代的許多

10、化工過(guò)程中，如裂解、合成及聚合等，大都要求在高溫高壓下進(jìn)行，有的壓力高達(dá)250MPx，溫度高達(dá)7500C，在這樣的條件下，尤其還存在腐蝕的情況下，實(shí)現(xiàn)換熱更困難。一方面，伴隨著現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)規(guī)模的日益增大，換熱設(shè)備也相應(yīng)向大型化方向發(fā)展，以降低動(dòng)力消耗和金屬消耗;另一方面，隨著精細(xì)化工的迅速崛起，換熱設(shè)備也有向小而精方向發(fā)展的趨勢(shì)，管殼式結(jié)構(gòu)的換熱器能滿足這樣的要求。1.3 U形管式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)U形管式換熱器是管殼式換熱器的一種，由管板、殼體、管束等零部件組成，重量較輕。在同一直徑情況下?lián)Q熱面積最大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，在高溫、高壓下金屬耗量最小6。其優(yōu)點(diǎn)是:(1)管束可抽出來(lái)機(jī)械清洗;(2)殼

11、體與管壁不受溫差限制;(3)可在高溫、高壓下工作，一般適用于溫度小于等于500 C，壓力小于等于10MPa;(4)可用于殼程結(jié)垢比較嚴(yán)重的場(chǎng)合;(5)可用于管程易腐蝕場(chǎng)合。任何事物都有兩面性，U形管式換熱器也有它自身的缺點(diǎn)如管內(nèi)清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因最內(nèi)層管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分布管不緊湊，所以管子數(shù)不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱等。 U形管式換熱器殼程內(nèi)一般可按工藝要求設(shè)置折流板和縱向隔板，以增加殼程側(cè)介質(zhì)流速。為了進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)該換熱器的優(yōu)點(diǎn)以彌補(bǔ)存在的些許缺點(diǎn)，還必須選擇冷熱流體的流動(dòng)通道，在U形管式換熱器中可根據(jù)以下原則選

12、擇: (1)因?yàn)閁形管內(nèi)清洗不方便，所以不潔凈和易結(jié)垢的液體宜在殼程; (2)腐蝕性流體宜走管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕; (3)壓力高的流體宜在管程，以免殼體承受壓力; (4)飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較潔凈，一般給熱系數(shù)與流速無(wú)關(guān)，而且冷凝液容易排出; (5)被冷卻的流體宜走殼程，以便于散熱; (6)若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，使給熱系數(shù)大的流體通入殼程，以減少熱應(yīng)力;(7)流量小而粘度大的流體一般通入殼程為宜。1.4 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)換熱器是化工、石油、制藥及能源等行業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的單元設(shè)備之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中所用換熱器的投資大約占設(shè)備總投資的30 %

13、 ，在煉油廠中換熱器占全部工藝設(shè)備的40 %左右，海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由換熱器組成的。上個(gè)世紀(jì)70 年代初發(fā)生的世界性能源危機(jī)，有力地促進(jìn)了傳熱強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，要求開(kāi)發(fā)適用不同工業(yè)過(guò)程要求的高效能換熱設(shè)備。因此，幾十年來(lái)，高效換熱器的開(kāi)發(fā)與研究始終是人們關(guān)注的課題，國(guó)內(nèi)外先后推出了一系列新型高效換熱器7。世界爆發(fā)能源危機(jī)，有力地促進(jìn)了傳熱強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，要求開(kāi)發(fā)適用于不同工業(yè)過(guò)程要求的高效能換熱設(shè)備。這是因?yàn)?，隨著能源的短缺(從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這是世界的總趨勢(shì))，可利用熱源的溫度越來(lái)越低，換熱允許溫差將變得更小，當(dāng)然，

14、對(duì)換熱技術(shù)的發(fā)展和換熱器性能的要求也就更高。所以，這些年來(lái)，換熱器的開(kāi)發(fā)與研究成為人們關(guān)注的課題。換熱器是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的熱量交換設(shè)備，隨著現(xiàn)代新工藝、新技術(shù)、新材料的不斷開(kāi)發(fā)和能源問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，世界各國(guó)已普遍把石油化工深度加工和能源綜合利用擺到了十分重要的位置，換熱器因而面臨著新的挑戰(zhàn)。換熱器的性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性起著重要的作用，有時(shí)甚至是決定性的作用。目前在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家熱回收率已達(dá)96%。換熱設(shè)備在現(xiàn)代裝置中約占設(shè)備總重的30%左右，其中管殼式換熱器仍然占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，約占70%，其余30%為各類高效緊湊式換熱器、新型熱管熱泵和蓄熱

15、器等設(shè)備，其中板式、螺旋板式、板翅式以及各類高效傳熱元件的發(fā)展十分迅速。在繼續(xù)提高設(shè)備熱效率的同時(shí)，也促進(jìn)了換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)的緊湊性、產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化，并朝大型化的方向發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了大量的強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究，但在新型高效換熱器的開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外差距仍然較大，并且新型高效換熱器的實(shí)際推廣和應(yīng)用仍非常有限。尚需從事?lián)Q熱器專業(yè)的技術(shù)人員在制造工藝方面加大力度進(jìn)行研究，使我國(guó)換熱器技術(shù)從各個(gè)方面趕上國(guó)際水平，也需要各換熱設(shè)備使用廠家勇于引進(jìn)和推廣新型高效換熱器，為我國(guó)的節(jié)能事業(yè)做出貢獻(xiàn)。其次，新技術(shù)普遍應(yīng)用。普遍采用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(

16、CAT)、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)、專用集成電路(ASIC)及表面貼裝技術(shù)等。 并且，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在重視高檔儀器開(kāi)發(fā)的同時(shí)，注重高新技術(shù)和量大面廣型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。注重系統(tǒng)集成，不僅著眼于單機(jī)，更注重系統(tǒng)、產(chǎn)品軟件化。隨著各類儀器裝上CPU，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化后，軟件上投入了巨大的人力、財(cái)力。今后的儀器設(shè)計(jì)歸納成一個(gè)簡(jiǎn)單的公式：儀器=AD/DA+CPU+軟件，AD芯片將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，在經(jīng)過(guò)軟件處理變換后用DA輸出。 隨著工藝裝置的大型化和高效率化，換熱器也趨于大型化，并向低溫差設(shè)計(jì)和低壓力損失設(shè)計(jì)的方向發(fā)展9。同時(shí)，對(duì)其一方面要求成本適宜，另一方面要求高精度的設(shè)計(jì)技術(shù)。當(dāng)今換熱器技術(shù)的

17、發(fā)展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技術(shù)、強(qiáng)化傳熱技術(shù)及新型換熱器開(kāi)發(fā)等形成了一個(gè)高技術(shù)體系。2 工藝計(jì)算2.1 原始設(shè)計(jì)參數(shù) (1)操作條件 管程：最高工作壓力 1.75Mpa，設(shè)計(jì)壓力3.0Mpa 設(shè)計(jì)溫度 200 殼程：最高工作壓力 2.73Mpa，設(shè)計(jì)壓力3.0Mpa 設(shè)計(jì)溫度 150 (2)操作介質(zhì) 管程：煤油 殼程：普通河水 (3)保溫材料 巖棉 (4)保溫厚度 100 mm 2.2 計(jì)算換熱量 2.2.1 計(jì)算有效平均溫度由平均溫度計(jì)算公式： 代入數(shù)據(jù)得 （2-1） 2.2.2 計(jì)算換熱量已知換熱面積S =161m2，根據(jù)GB151表，

18、查得傳熱系數(shù)K = 400w/m2.，則由換熱量計(jì)算公式： 代入數(shù)據(jù)得1.127107 W （2-2）其中：tm：平均溫度 K：傳熱系數(shù) t1：管程設(shè)計(jì)溫度 Q：換熱量 t2：殼程設(shè)計(jì)溫度 S：換熱面積2.3 計(jì)算換熱管根數(shù)N初選換熱管材料為不銹鋼，規(guī)格為25mm2.5mm6000mm，由換熱面積可求得換熱管根數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得根 （2-3）選取350根。其中拉桿12根（GB151表43和表44得拉桿最少6根，選取12根），實(shí)際有效管數(shù)338根。2.4 選擇換熱器的基本參數(shù) 2.4.1 選擇換熱管的排列形式管子在管板上的排列有正三角形、正方形和同心圓排列三種方式。傳熱管的排列應(yīng)使其在整個(gè)換熱器圓

19、截面上均勻分布，同時(shí)還要考慮流體的性質(zhì)，管箱結(jié)構(gòu)及加工制造等方面的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，正三角形排列在一定的管板面積上可配置較多的管子，而且管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大，但正三角形排列時(shí)管外機(jī)械清洗較為困難，而且管外流體的流動(dòng)阻力也較大。正方形排列在同樣的管板面積上可排列的管子數(shù)量為最少，但管外易于進(jìn)行機(jī)械清洗，所以當(dāng)管子外壁需要機(jī)械清洗時(shí)，常采用這種排列方法。同心圓排列方式優(yōu)點(diǎn)在于靠近殼體的地方管子分布較均勻，在殼體直徑較小的換熱器中可排列的傳熱管數(shù)比三角形排列還多。對(duì)于多管程換熱器，常采用組合排列法。本設(shè)計(jì)為U形管式換熱器，殼程介質(zhì)易結(jié)垢需要清洗，故采用正方形排列方式。 2.4.2 計(jì)算換熱管的基本參數(shù)

20、換熱管選材料為不銹鋼的無(wú)縫鋼管，其中心距t應(yīng)不小于1.25倍的換熱管外徑，即，查GB151表12知換熱管中心距t取32mm，分程隔板兩側(cè)相鄰管中心距取=44mm。有了前面得到的傳熱面積、管根數(shù)和管子外徑，很容易得到管子的長(zhǎng)度，由傳熱面積計(jì)算公式： 得 (2-4)考慮到常用管子的長(zhǎng)度有3m、4.5m和6m，根據(jù)計(jì)算值取管子長(zhǎng)度為6m，與先前初選的管子長(zhǎng)度相符。 2.4.3 計(jì)算殼體內(nèi)徑下面來(lái)計(jì)算殼體的內(nèi)徑，有了管程的排列方式和管心距的數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算 殼體內(nèi)徑。殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或大于管板的直徑，所以可通過(guò)確定管板的直徑來(lái)確定殼體內(nèi)徑。在初步設(shè)計(jì)時(shí)可用下式來(lái)計(jì)算殼體內(nèi)徑：Di=t(nc-1)+2e

21、其中：Di：殼體內(nèi)徑 ：橫過(guò)管束中心線的管數(shù) t：管心距 e：管束中心線上最外層管中心到殼體內(nèi)壁的距離要求得殼體內(nèi)徑須先知道和e，其中當(dāng)管子正三角形排列時(shí)，當(dāng)管子正方形排列時(shí)，本設(shè)計(jì)采用的是正方形排列，故，取整為23根。管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁的距離e=1.5d=1.525=37.5mm，則將數(shù)據(jù)代入式（2-5）得 Di= t(nc-1)+2e =32（23-1）+237.5=779mm (2-5)換熱器筒體內(nèi)徑的常用標(biāo)準(zhǔn)尺寸在400mm以后，以100mm遞增，故按殼體內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸圓整，取殼體內(nèi)徑：Di =800mm。對(duì)于臥式設(shè)備，長(zhǎng)徑比（Di）的值一般取為610。此時(shí)，該換熱器

22、的長(zhǎng)徑比，符合要求。管程數(shù)：1 殼程數(shù)：2 2.4.4 折流板的參數(shù)選擇在管殼式換熱器殼層安裝折流板，不僅可以提高殼程流速，增加流體湍動(dòng)，改善殼層側(cè)傳熱，同時(shí)在臥式換熱器中還可以起到支撐管束的作用。常見(jiàn)的折流板有弓形和圓環(huán)-圓盤形兩種，其中弓形折流板又可以分為單弓形、雙弓形和三弓形3種，它以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流動(dòng)死去少等優(yōu)點(diǎn)普遍應(yīng)用于管殼式換熱器中。故本設(shè)計(jì)采用單弓形折流板。由前面確定的換熱管的外徑和材料，查GB151表42得，換熱管最大無(wú)支撐跨距為1850mm，已知管程長(zhǎng)為6000mm，則需折流板最少個(gè)數(shù)為60001850=3.24個(gè)，為對(duì)稱布置取折流板個(gè)數(shù)為4個(gè)，則折流板間距為。弓形折流板缺口高度

23、應(yīng)使流體通過(guò)缺口時(shí)與橫過(guò)管束時(shí)的流速相近，缺口弦高宜取0.200.45倍的殼體內(nèi)徑，本設(shè)計(jì)折流板形成采用切除25%的殼體內(nèi)徑，則折流板切除高度為。根據(jù)殼體內(nèi)徑，折流板的直徑可查GB151表41得，D=Di-4.5=800-4.5=795.5mm。再結(jié)合換熱管無(wú)支撐跨距，折流板的最小厚度查GB151表34取s =12mm。折流板上管孔的直徑查GB151表35知。折流板上管孔數(shù) N =35025/4=875個(gè)。3 結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1 圓筒結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1.1 計(jì)算圓筒直徑Di圓筒內(nèi)直徑有第二部分工藝計(jì)算已經(jīng)求出，Di=800mm。3.1.2 計(jì)算圓筒壁厚根據(jù)工藝條件以及一般化工設(shè)備的選材和經(jīng)濟(jì)性的考慮，

24、確定殼體材料選擇碳素鋼16MnR。殼程設(shè)計(jì)溫度150，設(shè)計(jì)壓力3.0Mpa，屬于內(nèi)壓容器，圓筒設(shè)計(jì)厚度可按下式計(jì)算: (3-1)其中：圓筒的計(jì)算厚度，mm ：計(jì)算壓力，Mpa：焊接接頭系數(shù)， ：厚度附加量，mmt：設(shè)計(jì)溫度下材料的需用應(yīng)力，Mpa取為設(shè)計(jì)壓力，設(shè)在616mm之間，查（GB150-1998）鋼板需用壓力表得16MnR在150時(shí)的t=170Mpa，=+=0.3+1.5=1.8mm。代入式（3-1）得： 但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表3.1（摘自GB151表8）的規(guī)定，因此取圓筒壁厚=10mm。則有效厚度。表3.1 圓筒最小壁厚公稱直徑 mm400700700100010

25、0015001500200020002600浮頭式，U形管式mm810121416固定式管板mm681012243.1.3 最小壁厚校核我國(guó)容器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最小容器壁厚（已包括，但不包括）有如下規(guī)定：（1）對(duì)碳素鋼和低合金鋼容器不小于3mm。（2）對(duì)高合金鋼容器不小于2mm。本設(shè)計(jì)材選采用的是碳素鋼16MnR，其圓筒的最小壁厚可按下式計(jì)算：，最小厚度符合要求。3.1.4 應(yīng)力校核本設(shè)計(jì)是臥式容器，液壓試驗(yàn)壓力規(guī)定為： （3-2）式中：內(nèi)壓容器的試驗(yàn)壓力，Mpa p：設(shè)計(jì)壓力，Mpa ：試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，Mpa t：設(shè)計(jì)溫度下材料的需用應(yīng)力，Mpa在進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按下式校核圓筒的應(yīng)力： （

26、3-3）式中：試驗(yàn)溫度下材料的屈服強(qiáng)度，Mpa代入數(shù)據(jù)得：符合要求。3.2 封頭的選擇計(jì)算3.2.1 封頭類型選擇封頭的類型有很多。在管殼式換熱器中，常用的封頭形式有橢圓形封頭、半球形封頭、平板形封頭和碟形封頭。其中橢圓形封頭由半個(gè)橢圓球面和一圓柱直邊段組成，橢圓部分經(jīng)線曲率平滑連續(xù)，封頭中的應(yīng)力分布比較均勻。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（a/b=2）。 3.2.2 封頭厚度計(jì)算封頭厚度按下式計(jì)算： （3-4）其中K為應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K=1），其他參數(shù)與式（3-1）相同，則代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：封頭為能更好的和筒體焊接在一起，選擇與筒體一樣的厚度=10mm。則封頭的有效厚度。在設(shè)

27、計(jì)中有關(guān)封頭的其他結(jié)構(gòu)尺寸可從表3.2（摘自JB/T 4337-95）中查取。表3.2 以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓形封頭結(jié)構(gòu)公稱直徑DN/mm曲面高度h1/mm直邊高度h2/mm內(nèi)表面積F/m2容積V/m3厚度tn/mm質(zhì)量G/(kg/m) 800 200250.7540.079610200400.7920.0871500.8170.0921由上表3-2選取封頭尺寸：曲面高度h1=200mm，直邊高度h2=25mm。 其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖3.1 封頭結(jié)構(gòu)尺寸圖3.2.3 最小壁厚校核GB151規(guī)定橢圓形封頭允許的最小壁厚應(yīng)不小于0.15%倍的公稱直徑，即，符合要求。3.2.4 壁厚強(qiáng)度校核橢圓形封

28、頭的最大允許工作壓力： 3.0Mpa，符合要求。3.3 管箱結(jié)構(gòu)計(jì)算換熱器管內(nèi)流體進(jìn)、出口的空間稱為管箱。管箱的作用是把管道中來(lái)的流體，均勻分布到各個(gè)換熱管和將換熱管內(nèi)的流體匯集在一起送出換熱器。管程的常用結(jié)構(gòu)有封頭整體式、平板式和管板整體式等，U形管換熱器管內(nèi)走的流體較清潔，考慮到耐壓、密封性和設(shè)備成本等因素，管箱選用封頭整體式結(jié)構(gòu)。3.3.1 計(jì)算管箱直徑Di管箱與殼體在管板處通過(guò)法蘭連接，故管箱圓筒直徑應(yīng)該與殼體圓筒直徑相同，因此管箱內(nèi)直徑取Di=800mm。3.3.2 計(jì)算管箱圓筒壁厚根據(jù)工藝條件以及一般化工設(shè)備的選材和經(jīng)濟(jì)性的考慮，確定管程材料選擇碳素鋼16MnR。管程設(shè)計(jì)溫度200

29、，設(shè)計(jì)壓力3.0Mpa，屬于內(nèi)壓容器，則管程圓筒設(shè)計(jì)厚度可按式（3-1）計(jì)算。取為設(shè)計(jì)壓力，設(shè)在616mm之間，查（GB150-1998）鋼板需用壓力表得16MnR在300時(shí)的t=144Mpa，=1.5mm。代入式（3-1）得：但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表3.1（摘自GB151表8）的規(guī)定，因此取圓筒壁厚=10mm。則有效厚度。3.4 接管計(jì)算3.4.1 確定接管外徑和壁厚GB150 8.2.1規(guī)定：（1）當(dāng)圓筒內(nèi)直徑時(shí)，開(kāi)孔最大直徑，且；（2）當(dāng)圓筒內(nèi)直徑時(shí)，開(kāi)孔最大直徑，且。本設(shè)計(jì)圓筒內(nèi)直徑為800mm，按照上述規(guī)定（1）圓筒最大開(kāi)孔直徑520mm，再結(jié)合國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格表選

30、?。簹んw：物料進(jìn)、出口接管：；排氣、排液口接管：。管箱：物料進(jìn)、出口接管：。 表3.3 國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格表直徑mm厚度mm管重/米（Kg）直徑mm厚度mm管重/米（Kg）159415.29325647.2518.99862.54622.641077.68219421.21377654.89526.39763.87631.52872.8736.6981.67841.631090.5273533.04426662.14639.51772.33745.92882.46852.28992.553.4.2 確定接管長(zhǎng)度接管軸線垂直于殼體經(jīng)線時(shí)，接管及其連接法蘭的密封面到經(jīng)線外表面的長(zhǎng)度值可按表3.4選取

31、。本設(shè)計(jì)保溫層厚度為100mm，對(duì)于物料進(jìn)、出口接管最小伸出長(zhǎng)度由表可查的，排氣、排液接管最小伸出長(zhǎng)度由表查的。其中排氣和排液接管為便于排氣、排液與殼體的連接形式宜選用平齊式，管長(zhǎng); 而物料接管與殼體和管箱的連接形式可選擇內(nèi)伸式,內(nèi)壁弦高查圓筒體徑向開(kāi)孔距內(nèi)壁弦高表可得，其管長(zhǎng)。因此可得接管結(jié)構(gòu)尺寸如下：殼體：物料進(jìn)、出口接管：；排氣、排液口接管：。管箱：物料進(jìn)、出口接管：。表3.4 接管及其連接法蘭的伸出長(zhǎng)度mm3.5 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)GB150規(guī)定殼體滿足以下全部要求時(shí)可不另行不強(qiáng)：（1） 設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa；（2） 兩相鄰開(kāi)孔中心距的間距應(yīng)不小于兩空直徑之和的兩倍；（3） 接管公稱外

32、徑小于或等于89mm。由3.4所選接管結(jié)構(gòu)可知兩種接管的外直徑均大于89mm，故兩接管處均需要開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。3.5.1 補(bǔ)強(qiáng)元件類型常用的補(bǔ)強(qiáng)元件有三種，即補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、接管補(bǔ)強(qiáng)和整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)。接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和檢驗(yàn)都比較方便，但必須保證全焊透焊接，常用于低合金鋼容器或某些高壓容器；整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)易探傷、質(zhì)量易保證，抗疲勞性能最好，但是鍛件供應(yīng)困難、制造繁瑣、成本較高；補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是中低壓容器中使用最多的補(bǔ)強(qiáng)元件，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、使用經(jīng)驗(yàn)豐富，缺點(diǎn)是補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域分散且因采用與殼體搭焊連接，因此抗疲勞性能較差。所以使用條件一般為：靜載、常溫、中低壓、材料的強(qiáng)度極限低于540Mpa、補(bǔ)強(qiáng)圈的

33、厚度小于1.5T、殼體壁厚T不大于38mm。結(jié)合以上分析，故本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的形式。圖3.2 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)圖3.5.2 接管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，基本結(jié)構(gòu)為外補(bǔ)強(qiáng)-內(nèi)伸。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要有等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和極限分析補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。等面積補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則提出最早且是世界各國(guó)延用已久的一種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。故本設(shè)計(jì)亦采用等面積補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則，具體計(jì)算方法如下：（1） 開(kāi)孔削弱的截面積： （3-5） 式中：d：接管內(nèi)徑加上壁厚附加量C以后的直徑； T：殼體按內(nèi)壓計(jì)算所需的計(jì)算厚度； ：材料強(qiáng)度削弱系數(shù)，即設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比，此處取。（2）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域?qū)挾龋?取 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)外側(cè)

34、高度：48mm（接管內(nèi)伸長(zhǎng)度） 取 式中： ：接管的名義厚度；：殼體的名義厚度。（3）補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積： 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)可計(jì)作為有效補(bǔ)強(qiáng)金屬的面積有以下幾種。承受內(nèi)壓時(shí)容器殼體設(shè)計(jì)計(jì)算厚度之外多余金屬截面積。 （3-6） 接管承受內(nèi)壓所需計(jì)算厚度之外的多余金屬截面積。 （3-7） 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)另外再增加的補(bǔ)強(qiáng)元件的金屬截面積。 （3-8） 所以補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 圓整后取3.5.3 接管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，基本結(jié)構(gòu)為外補(bǔ)強(qiáng)-平齊。等面積補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則的具體計(jì)算方法如下：（1）開(kāi)孔削弱的截面積： 式中：d：接管內(nèi)徑加上壁厚附加量C以后的直徑； T：殼體按內(nèi)壓計(jì)算所需

35、的計(jì)算厚度； ：材料強(qiáng)度削弱系數(shù)，即設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比，此處取。（2）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域?qū)挾龋?取 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)外側(cè)高度：200mm（接管外伸長(zhǎng)度）補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)側(cè)高度：（接管為平齊式）式中： ：接管的名義厚度；：殼體的名義厚度。（3）補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積： 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)可計(jì)作為有效補(bǔ)強(qiáng)金屬的面積有以下幾種。承受內(nèi)壓時(shí)容器殼體設(shè)計(jì)計(jì)算厚度之外多余金屬截面積。 接管承受內(nèi)壓所需計(jì)算厚度之外的多余金屬截面積。 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)另外再增加的補(bǔ)強(qiáng)元件的金屬截面積。 所以補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 圓整后取3.6 支座3.6.1 支座類型選擇根據(jù)第二章工藝計(jì)算部分可知該U

36、形管換熱器為臥式容器，常用的臥式容器支座形式主要有鞍式支座、圈座和支腿三種。支腿的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其反力給殼體造成很大的局部應(yīng)力，因此常用于較輕的小型設(shè)備。對(duì)于較重的大設(shè)備，通常采用鞍式支座。故本設(shè)計(jì)選用鞍式支座。前面已計(jì)算出殼體公稱內(nèi)直徑，查JB/T 4712鞍式支座選取重型（B）, 結(jié)構(gòu)特征是包角、焊制、雙筋、帶墊板。兩支座的安裝形式一個(gè)選固定式（F），另一個(gè)選滑動(dòng)式（S），材料選用Q235-AF，墊板材料與筒體相同。支座位置按材料力學(xué)計(jì)算方法可知，當(dāng)外伸長(zhǎng)度時(shí)，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等，所以一般近似取，由前面計(jì)算知該換熱器長(zhǎng)7000mm，則，取。具體的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)下

37、圖： F型 S型圖3.3 支座結(jié)構(gòu)尺寸圖具體的結(jié)構(gòu)尺寸查JB/T4712表如所示：表3.5 支座結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)表3.6.2 支座受力理論分析置于對(duì)稱分布的鞍座上臥式容器所受的外力包括載荷和支座反力。載荷除了操作內(nèi)壓或外壓外，主要是容器的重量（包括自重、附件和保溫層重等），內(nèi)部物料或水壓試驗(yàn)充水的重量。容器受重力作用時(shí)，雙鞍座臥式容器可以近似看成支承在兩個(gè)鉸支點(diǎn)上受均布載荷的外伸簡(jiǎn)支梁。當(dāng)解除支座約束后，梁上受到均布載荷q、支座反力F、豎直剪力V和力偶M的作用。（1）均布載荷q和支座反力F容器本身的重量和容器內(nèi)物料的重量可假設(shè)為沿容器長(zhǎng)度的均布載荷。因?yàn)槿萜鲀啥藶橥剐畏忸^，所以確定載荷長(zhǎng)度時(shí)，首先

38、要把封頭折算成和容器直徑相同的當(dāng)量圓筒。對(duì)于橢圓形封頭折算為直徑等于容器直徑，長(zhǎng)度為（為橢圓形封頭的深度）的圓筒，故重量載荷作用的長(zhǎng)度為。若假設(shè)容器的總重量為2F，則作用在外伸梁上單位長(zhǎng)度上的均布載荷為： （3-9）顯然，由靜力平衡條件，對(duì)稱配置的雙鞍座中每個(gè)支座反力可寫為： （3-10） （2）豎直剪力V和力偶M封頭本身和封頭中的物料的重量為，此重力作用在封頭的重心上。對(duì)于半球形封頭，根據(jù)幾何關(guān)系可算出重心的位置，（e為封頭重心到封頭切線的距離）。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭也可近似采用此值，按照力線平移法則，此重力可用一個(gè)作用在梁端點(diǎn)的豎直剪力V和一個(gè)附加力偶M來(lái)代替。即： （3-11） （3-12

39、）雙鞍座臥式容器的具體受力分析情況見(jiàn)下圖： 圖3.4 雙鞍式臥式容器受力分析的彎矩圖和剪力圖（a）受力分析； （b）兩支點(diǎn)外伸梁；（c）剪力圖； （d）彎矩圖3.6.3 計(jì)算換熱器質(zhì)量換熱管質(zhì)量換熱管選的是無(wú)縫鋼管，根據(jù)換熱管的尺寸252.5查國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格表知其管重為1.39kg/m。由第二章工藝計(jì)算知換熱管直線部分長(zhǎng)為6m，彎曲部分長(zhǎng)為3.140.05=0.157m，一共有350根。則換熱管質(zhì)量。殼體圓筒質(zhì)量圓筒質(zhì)量由公稱內(nèi)直徑查鋼制筒體的容積、面積及質(zhì)量表得內(nèi)徑為800mm、壁厚為10mm的筒體，每米鋼板質(zhì)量為200kg。由第二章?lián)Q熱管結(jié)構(gòu)尺寸可得殼體圓筒的長(zhǎng)度為6000mm,那么殼體

40、圓筒的質(zhì)量。管箱圓筒質(zhì)量管箱圓筒與殼體圓筒結(jié)構(gòu)尺寸基本相同，由中知管箱圓筒每米鋼板質(zhì)量也為200kg。由本章3.3管箱尺寸選圓筒長(zhǎng)度為1000mm，那么管箱圓筒的質(zhì)量。接管質(zhì)量接管選的是無(wú)縫鋼管，其質(zhì)量可以根據(jù)接管的尺寸查國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管規(guī)格表。接管有兩個(gè)，由表查得其管重為22.64kg/m，則總的重量為222.640.21=9.51kg；接管有六個(gè)，由表查得其管重為90.5kg/m，則總的重量為690.50.308=55.75kg；則接管總重量。封頭質(zhì)量封頭質(zhì)量根據(jù)封頭結(jié)構(gòu)尺寸查JB/T4337中以內(nèi)經(jīng)為公稱直徑的碳素鋼、普通低合金鋼、復(fù)合鋼板制橢圓形封頭質(zhì)量表得本章3.2中所選封頭的質(zhì)量為63

41、.6kg。本設(shè)計(jì)中換熱器又兩個(gè)封頭，則封頭的總質(zhì)量。其他如法蘭、管板及折流板等的質(zhì)量可忽略不計(jì)，那么支座所要支撐的換熱器的總質(zhì)量主要由以上五部分組成，則總質(zhì)量： 3.6.4 支座強(qiáng)度校核（1）靜力校核由上一節(jié)3.6.3所求得的換熱器質(zhì)量，可得支座所承受的靜載荷為。這些靜載荷平均作用在兩個(gè)支座上，每個(gè)支座所承受的靜載荷為,滿足要求。（2）強(qiáng)度校核根據(jù)上述理論計(jì)算將具體數(shù)值代入既得：均布載荷：豎直剪力：附加力偶：剪力：筒體彎矩：由于，則危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在筒體支座截面處。對(duì)于圓柱形截面其彎曲截面系數(shù)：前面已經(jīng)通過(guò)查（GB150-1998）鋼板需用壓力表得16MnR在150時(shí)的=170Mpa，而筒體部分所

42、承受的最大正應(yīng)力：所以，滿足要求。4 零件設(shè)計(jì)4.1 法蘭4.1.1 法蘭類型選擇 設(shè)備的殼體可以采用鑄造、鍛造或焊接成一個(gè)整體，但大多數(shù)化工設(shè)備是做成可拆的幾個(gè)部件，然后把它們連接起來(lái)。常用的連接方式有螺紋連接、承插式連接、釬焊連接和法蘭連接等。法蘭連接的強(qiáng)度和緊密性比較好，拆裝也較方便，因而在大多數(shù)場(chǎng)合比其他連接顯得優(yōu)越，從而獲得了廣泛的應(yīng)用。 要保證法蘭的連接緊密性，必須合適的選擇壓緊面的形狀。常用的壓緊面形狀有凸面、凹凸面、榫槽面和梯形槽等幾種類型。凸面常用于壓力不高的場(chǎng)合（）；榫槽面和梯形槽常用于壓力較高，密封要求嚴(yán)格的重要場(chǎng)合；凹凸型壓緊面分別由一個(gè)凸面和凹面配合而成適用于的場(chǎng)合。

43、本設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)便起見(jiàn)選用凸面法蘭。4.1.2 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸選擇法蘭的結(jié)構(gòu)類型按其固定在容器上的方法可分為松式法蘭、整體法蘭和任意式法蘭等三種形式。松式法蘭一般不直接固定在殼體上，常用于壓力不高的場(chǎng)合；整體法蘭是不可拆卸地固定在殼體和管子上，固定方式有將法蘭與殼體鍛造或鑄造成一個(gè)整體，或者通過(guò)焊接與殼體（管子）連接，可用于較高壓力的場(chǎng)合；任意式法蘭介于以上兩種法蘭之間，它們與殼體間有一定聯(lián)系，但又不完全連成一體。因此，結(jié)合以上所述選擇整體法蘭。查國(guó)標(biāo)法蘭尺寸表得具體結(jié)構(gòu)尺寸如下：圖4.1 法蘭結(jié)構(gòu)尺寸容器法蘭法蘭管徑：D=1085mm 螺栓孔中心圓直徑：K=990mm螺栓孔直徑：L=48mm螺栓孔數(shù)

44、量：24螺紋公稱直徑：M52法蘭厚度：C=64mm法蘭高度：H=220mm法蘭內(nèi)徑：B=800mm頸部直徑：=910mm圓角半徑：R=22mm物料接管法蘭法蘭管徑：D=555mm螺栓孔中心圓直徑：K=490mm螺栓孔直徑：L=34mm螺栓孔數(shù)量：16螺紋公稱直徑：M30法蘭厚度：C=52法蘭高度：H=120法蘭內(nèi)徑：B=351mm頸部直徑：=418mm圓角半徑：R=12mm排氣、排液接管法蘭法蘭管徑：D=300mm螺栓孔中心圓直徑：K=250mm螺栓孔直徑：L=26mm螺栓孔數(shù)量：n=8螺紋公稱直徑：M24法蘭厚度：C=30mm法蘭高度：H=72mm法蘭內(nèi)徑：B=145mm頸部直徑：=186m

45、m圓角半徑：R=8mm4.2 墊片 墊片的結(jié)構(gòu)形式有很多種，為了簡(jiǎn)便，本設(shè)計(jì)選用最簡(jiǎn)單的基本型墊片，具體結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：圖4.2 基本型墊片結(jié)構(gòu)4.2.1 容器法蘭墊片 D2=811mm D3=835mm T=6.5mm4.2.2 物料接管法蘭墊片 D2=355mm D3=374.6mm T=4.5mm4.2.3 排氣、排液法蘭墊片 D2=160mm D3=176.6mm T=3.2mm4.3 螺栓圖4.3 選用螺栓結(jié)構(gòu)尺寸4.3.1 容器法蘭螺栓 螺紋公稱直徑：M42 螺栓數(shù)量：n=24螺栓長(zhǎng)度：L=220mm4.3.2 物料接管法蘭螺栓螺紋公稱直徑：M30 螺栓數(shù)量：n=16螺栓長(zhǎng)度：L=140mm4.3.3 排氣、排液法蘭螺栓 螺紋公稱直徑：M24 螺栓數(shù)量：n=8螺栓長(zhǎng)度：L=90mm4.4 膨脹節(jié)對(duì)于受內(nèi)壓的換熱器，膨脹節(jié)的采用與否應(yīng)該根據(jù)下列三項(xiàng)計(jì)算來(lái)判定：(1) 殼壁溫差應(yīng)力與殼壁內(nèi)壓軸向應(yīng)力的總和是否超過(guò)殼體材料允許的極限。(2) 管壁溫差應(yīng)力與管壁內(nèi)壓軸向應(yīng)力的總和是否超過(guò)管體材料允許的極限。(3) 管子拉脫力是否超過(guò)管子脹接或焊接所允許的極