列管式換熱器設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、化工原理課程設(shè)計說明書化工原理課程設(shè)計說明書列管式換熱器設(shè)計專 業(yè)：過程裝備與控制工程學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書化工原理課程設(shè)計任務(wù)書- 2 - / 23某生產(chǎn)過程的流程如圖 3-20 所示。反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進料物流換熱后，用循環(huán)冷卻水將其從 110進一步冷卻至 60之后，進入吸收塔吸收其中的可溶性組分。已知混合氣體的流量為 220301，壓力為 6.9，kg hMPa循環(huán)冷卻水的壓力為 0.4，循環(huán)水的入口溫度為 29，出口的溫度為MPa39，試設(shè)計一列管式換熱器，完成生產(chǎn)任務(wù)。已知：混合氣體在 85下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實測值）密度 3190kg m定壓

2、比熱容13.297pckj kgA熱導(dǎo)率10.0279w mA粘度511.5 10 Pa sA循環(huán)水在 34下的物性數(shù)據(jù)：密度 31994.3kg m定壓比熱容K14.174pckj kgA熱導(dǎo)率K10.624w mA粘度310.742 10 Pa sA- 3 - / 23目錄目錄1 1、確定設(shè)計方案、確定設(shè)計方案- - 5 5 - -1.1 選擇換熱器的類型- 5 -1.2 流程安排- 5 -2 2、確定物性數(shù)據(jù)、確定物性數(shù)據(jù)- - 5 5 - -3 3、估算傳熱面積、估算傳熱面積- - 6 6 - -3.1 熱流量- 6 -3.2 平均傳熱溫差- 6 -3.3 傳熱面積- 6 -3.4 冷

3、卻水用量- 6 -4 4、工藝結(jié)構(gòu)尺寸、工藝結(jié)構(gòu)尺寸- - 6 6 - -4.1 管徑和管流速- 6 -4.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù)- 6 -4.3 傳熱溫差校平均正與殼程數(shù)- 7 -4.4 傳熱管排列和分程方法- 7 -4.5 殼體徑- 7 -4.6 折流擋板- 8 -4.7 其他附件- 8 -4.8 接管- 8 -5 5、換熱器核算、換熱器核算- - 9 9 - -5.1 熱流量核算- 9 -5.1.1 殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)- 9 -5.1.2 管表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)- 9 -5.1.3 污垢熱阻和管壁熱阻- 10 -5.1.4 傳熱系數(shù)- 10 -5.1.5 傳熱面積裕度- 10 -5.2 壁溫計算-

4、10 -5.3 換熱器流體的流動阻力- 11 -5.3.1 管程流體阻力- 11 -5.3.2 殼程阻力- 12 -5.3.3 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果- 12 -6 6、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計- - 1313 - -6.1 浮頭管板與鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計- 13 -6.2 管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計- 14 -6.3 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計- 14 -6.4 固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計- 15 -6.5 外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計- 15 -6.6 外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計- 15 -6.7 墊片選擇- 15 - 4 - / 236.8 鞍座選用與安裝位置確定- 15 -6.9 折流板布置- 16 -6.10 說明-

5、16 -7 7、強度設(shè)計計算、強度設(shè)計計算- - 1616 - -7.1 筒體壁厚計算- 16 -7.2 外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算- 17 -7.3 管箱短節(jié)、封頭厚度計算- 17 -7.4 管箱短節(jié)開孔補強校核- 18 -7.5 殼體接管開孔補強校核- 19 -7.6 固定管板計算- 20 -7.7 浮頭管板與鉤圈- 21 -7.8 無折邊球封頭計算- 21 -7.9 浮頭法蘭計算- 22 -參考文獻參考文獻- - 2323 - - 5 - / 231 1、確定設(shè)計方案、確定設(shè)計方案1.11.1 選擇換熱器的類型選擇換熱器的類型兩流體溫的變化情況：熱流體進口溫度 110 出口溫度 60；冷流

6、體進口溫度 29，出口溫度為 39，該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時，其進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，因此初步確定選用浮頭式換熱器。1.21.2 流程安排流程安排從兩物流的操作壓力看，應(yīng)使混合氣體走管程，循環(huán)冷卻水走殼程。但由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會加快污垢增長速度，使換熱器的熱流量下降，所以從總體考慮，應(yīng)使循環(huán)水走管程，混和氣體走殼程。2 2、確定物性數(shù)據(jù)、確定物性數(shù)據(jù)定性溫度：對于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值。故殼程混和氣體的定性溫度為T= =85260110管程流體的定性溫度為t=34229

7、39根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。對混合氣體來說，最可靠的無形數(shù)據(jù)是實測值。若不具備此條件，則應(yīng)分別查取混合無辜組分的有關(guān)物性數(shù)據(jù)，然后按照相應(yīng)的加和方法求出混和氣體的物性數(shù)據(jù)?；旌蜌怏w在 85下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實測值）：密度 3190kg m定壓比熱容13.297pckj kgA熱導(dǎo)率10.0279w mA粘度511.5 10 Pa sA循環(huán)水在 34 下的物性數(shù)據(jù)：密度31994.3kg m定壓比熱容k14.174pckj kgA熱導(dǎo)率k10.624w mA粘度310.742 10 Pa sA- 6 - / 233 3、估算傳熱面積、估算傳熱面積3.1

8、3.1 熱流量熱流量Q1=111tcmp=2203013.297(110-60)=3.64107kj/h =10098kw3.23.2 平均傳熱溫差平均傳熱溫差先按照純逆流計算，得=mtK3 .48296039110ln)2960()39110(3.33.3 傳熱面積傳熱面積由于殼程氣體的壓力較高，故可選取較大的 K 值。假設(shè) K=313W/(m2k)則估算的傳熱面積為Ap=216683 .4831310098000mtKQm3.43.4 冷卻水用量冷卻水用量m=ipitcQ11010174. 4100980003hkgskg/870855/9 .2414 4、工藝結(jié)構(gòu)尺寸、工藝結(jié)構(gòu)尺寸4.1

9、4.1 管徑和管流速管徑和管流速選用 252.5 較高級冷拔傳熱管（碳鋼） ，取管流速u1=1.3m/s。4.24.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù)管程數(shù)和傳熱管數(shù)可依據(jù)傳熱管徑和流速確定單程傳熱管數(shù)ns=5963 . 102. 0785. 03 .994/9 .241422udVi按單程管計算，所需的傳熱管長度為 L=mndAsop3 .14596025. 014. 3668按單程管設(shè)計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計實際情況，- 7 - / 23采用非標(biāo)設(shè)計，現(xiàn)取傳熱管長 l=7m，則該換熱器的管程數(shù)為 Np=（管程）273 .14lL傳熱管總根數(shù) NT=5962=1192（根）4.34.3

10、 傳熱溫差校平均正與殼程數(shù)傳熱溫差校平均正與殼程數(shù)平均溫差校正系數(shù)：R=5293960110ttT-T1221P=124. 0291102939tTtt1112按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，查化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：圖5-19 得：96. 0t平均傳熱溫差K46.448.30.96塑mtmtt由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于 0.8，同時殼程流體流量較大，故取單殼程合適。4.44.4 傳熱管排列和分程方法傳熱管排列和分程方法采用組合排列法,即每程均按正三角形排列,隔板兩側(cè)采用正方形排列。見化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：圖 6-13。取管心距 t=1.25d0，則 t=1.2525=31.25

11、32（mm）隔板中心到離其最近一排管中心距離：S=t/2+6=32/2+6=22（mm）各程相鄰管的管心距為 44mm。管束的分程方法，每程各有傳熱管 596 根，其前后管程中隔板設(shè)置和介質(zhì)的流通順序按化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：圖 6-8 選取。4.54.5 殼體徑殼體徑采用多管程結(jié)構(gòu)，進行殼體徑估算。取管板利用率 =0.7 ，則殼體徑為： D=1.05tmmNT13877 . 0/11923205. 1/按卷制殼體的進級檔，可取 D=1400mm筒體直徑校核計算：殼體的徑應(yīng)等于或大于（在浮頭式換熱器中）管板的直徑，所以管板iD- 8 - / 23直徑的計算可以決定殼體的徑，其表達式為

12、：e21ntDci）（管子按正三角形排列：3912541 . 1N1 . 1ntc取 e=1.2=1.2 25=30mm0d=32 （39-1）+2 30 =1276mm 按殼體直徑標(biāo)準系列尺寸進行iD圓整：=1400mmiD4.64.6 折流擋板折流擋板采用圓缺形折流擋板，去折流板圓缺高度為殼體徑的 25%，則切去的圓缺高度為h=0.251400=350m，故可 取 h=350mm取折流板間距 B=0.3D，則 B=0.31400=420mm，可取 B 為 450mm。折流板數(shù)目（塊）1414.5145070001NB折流板間距傳熱管長折流板圓缺面水平裝配，見圖：化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）

13、上冊：圖 6-9。4.74.7 其他附件其他附件拉桿數(shù)量與直徑選取，本換熱器殼體徑為 1400mm，故其拉桿直徑為 12拉桿數(shù)量 8，其中長度 5950mm 的六根，5500mm 的兩根。殼程入口處，應(yīng)設(shè)置防沖擋板。4.84.8 接管接管殼程流體進出口接管：取接管氣體流速為u1=10m/s，則接管徑為（m）294. 01014. 3)903600/(2203014u4VD1圓整后可取管徑為 300mm。管程流體進出口接管：取接管液體流速u2=2.5m/s，則接管徑為（m）352. 05 . 214. 3)3 .9943600/(87085542D圓整后去管徑為 360mm- 9 - / 235

14、 5、換熱器核算、換熱器核算5.15.1 熱流量核算熱流量核算5.1.1 殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)用克恩法計算，見式化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版） 上冊：式（5-72a）：14. 03155. 0010)(PrRe36. 0wed當(dāng)量直徑，依化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：式（5-73a）得=ed mddtoo02. 0025. 014. 3025. 0785. 0032. 023 4423 42222殼程流通截面積： mtdBDoo1378. 0)32251 (4 . 145. 0)1 (S殼程流體流速與其雷諾數(shù)分別為smuo/76. 41378. 0)903600/(220301571200105

15、 . 19076. 402. 0udRe50eo普朗特數(shù)773. 10279. 0105 . 110297. 3cPr53p粘度校正 1)(14. 0wKmwo23155. 0/3 .8891773. 157120002. 00279. 036. 05.1.2 管表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)4 . 08 . 0PrRe023. 0iiid管程流體流通截面積： 221871. 02119202. 0785. 0mSi 管程流體流速：- 10 - / 23smui/3 . 11871. 0)3 .9943600/(870855雷諾數(shù)：34841)10742. 0/(3 .9943 . 102. 0Re3 普朗特數(shù)

16、：96. 4624. 010742. 010174. 4Pr33K/585896. 43484102. 0624. 0023. 024 . 08 . 0mwi5.1.3 污垢熱阻和管壁熱阻化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：表 5-5 ?。汗芡鈧?cè)污垢熱阻 wkmRo/0004. 02 管側(cè)污垢熱阻 wkmRi/0006. 02管壁熱阻按化學(xué)工業(yè)化工原理 （第三版）上冊：圖 5-4 查得碳鋼在該件下的熱導(dǎo)率為 50w/(mK)。所以wkmRw/00005. 0500025. 025.1.4 傳熱系數(shù)K/3943 .89110004. 05 .222500005. 020250006. 020585

17、8251)1(12mwRddRddRddKoomowioiiioe5.1.5 傳熱面積裕度計算傳熱面積 Ac： 2315524 .463941010098mtKQAmec該換熱器的實際傳熱面積為 Ap 265511927025. 014. 3mlNdATop該換熱器的面積裕度為%7 cpAAAH傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。5.25.2 壁溫計算壁溫計算因為管壁很薄，而且壁熱阻很小，故管壁溫度可按式- 11 - / 23計算。由于該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時，循環(huán)水ncnmcwwtTt11的進口溫度將會降低。為確保可靠，取循環(huán)冷卻水進口溫度為 15，

18、出口溫度為 39計算傳熱管壁溫。另外，由于傳熱管側(cè)污垢熱阻較大，會使傳熱管壁溫升高，降低了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作初期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。計算中，應(yīng)該按最不利的操作條件考慮，因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計算傳熱管壁溫。于是有：ncnmcwwtTt11式中液體的平均溫度和氣體的平均溫度分別計算為mt0.439+0.615=24.6mt(110+60)/2=85mT5858w/m2Kic891.3w/m2Koh傳熱管平均壁溫6 .323 .891/15858/13 .891/6 .245858/85wt殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即 T=85。殼體壁溫和傳熱

19、管壁溫之差為 。4 .526 .3285t該溫差較大，故需要設(shè)溫度補償裝置。由于換熱器殼程壓力較大，因此，需選用浮頭式換熱器較為適宜。5.35.3 換熱器流體的流動阻力換熱器流體的流動阻力5.3.1 管程流體阻力spsritFNNppp)( , , 1sN2Np22udlpiii由 Re=34841，傳熱管對粗糙度 0.01，查莫狄圖:化學(xué)工業(yè)化工原理（第三版）上冊：圖 1-27 得，流速ui=1.3m/s，, 04. 0i3/3 .994mkg所以Papi57.1176223 .9943 . 102. 0704. 02- 12 - / 23Paupr55.252023 . 13 .99432

20、22Pap.4428495 . 12)5.525207.511762(1管程流體阻力在允許圍之。5.3.2 殼程阻力按式計算 , , ssiosNFppp)(1sN1sF流體流經(jīng)管束的阻力2) 1(2oBTCoouNNFfpF=0.52435. 05712005228. 0of3811921 . 11 . 15 . 05 . 0TTCNN14BNsm/76. 4u00.50.243538(14+1)=70757Paop276. 4902流體流過折流板缺口的阻力 , B=0.45m , D=1.4m2)25 . 3(2oBiuDBNpPa41100276. 490)4 . 145. 025 .

21、3(142ip總阻力70757+41100=1.12Pasp510由于該換熱器殼程流體的操作壓力較高，所以殼程流體的阻力也比較適宜。5.3.3 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果- 13 - / 23參數(shù)管程殼程流率870855220301進/出口溫度/29/39110/60壓力/MPa0.46.9定性溫度/3485密度/（kg/m3）994.390定壓比熱容/kj/（kgK）4.1743.297粘度/（Pas）0.7423101.5510熱導(dǎo)率（W/mK）0.6240.0279物性普朗特數(shù)4.961.773形式浮頭式殼程數(shù)1殼體徑/1400臺數(shù)1管徑/252.5管心距/32管長/7000管子排列正

22、三角形排列管數(shù)目/根1192折流板數(shù)/個14傳熱面積/655折流板間距/450設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)管程數(shù)2材質(zhì)碳鋼主要計算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）1.34.76表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/W/（K）5858891.3污垢熱阻/（K/W）0.00060.0004阻力/ MPa0.0430.112熱流量/KW10098傳熱溫差/K46.4傳熱系數(shù)/W/（K）394- 14 - / 23裕度/%17.76 6、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計6.16.1 浮頭管板與鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計浮頭管板與鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計由于換熱器的徑已確定，采用標(biāo)準徑?jīng)Q、定浮頭管板外徑與各結(jié)構(gòu)尺寸（參照化工單元過程與設(shè)備課程設(shè)計 （化學(xué)工業(yè)出版）：第四章第一節(jié)

23、與GB151） 。結(jié)構(gòu)尺寸為：浮頭管板外徑：mm1390521400b2DD1i0浮頭管板外徑與殼體徑間隙：取（見化工單元過程與設(shè)備課mm5b1程設(shè)計 （化學(xué)工業(yè)出版）：表 4-16） ；墊片寬度：按化工單元過程與設(shè)備課程設(shè)計 （化學(xué)工業(yè)出版）:表 4-16：取 mm16bn浮頭管板密封面寬度：.5mm175 . 1bbn2浮頭法蘭和鉤圈的直徑：mm135816521400bb2DDn1ifi）（）（浮頭法蘭和鉤圈的外直徑：1480mm80400180DDi0f外頭蓋徑：1500mm1004001100DDi螺栓中心圓直徑：mm14352/14801390/2DDDf00b）（）（其余尺寸見圖

24、 6-1。- 15 - / 23圖 6-16.26.2 管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計依工藝條件：管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的高值，以與設(shè)計溫度和公稱直徑1400，按 4703-92 長頸對焊法標(biāo)準選取。并確定各結(jié)構(gòu)尺寸，圖 6-1（a）所示。6.36.3 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計選用 B 型封頭管箱，因換熱器直徑較大，且為二管程，其管箱最小長度可不按流道面積計算，只考慮相鄰焊縫間距離計算：mm1297503503771002320hhdC2hL21gfgmin取管箱長為 1300mm，管道分程隔板厚度取 14mm，管箱結(jié)構(gòu)如圖 6-1（a）所示。6.46.4 固定端管板結(jié)

25、構(gòu)設(shè)計固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)選定的管箱法蘭，管箱側(cè)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，確定固定端管板最大外徑為：D=1506mm；結(jié)構(gòu)如圖 6-1（b）所示。6.56.5 外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計依工藝條件，殼側(cè)壓力、溫度與公稱直徑；按 4703-93 長mm1500DN頸法蘭標(biāo)準選取并確定尺寸。6.66.6 外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計外頭蓋結(jié)構(gòu)圖 6-2 所示。軸向尺寸由浮動管板、鉤圈法蘭與鉤圈強度計算確定厚度后決定。圖 6-2 圖 6-36.76.7 墊片選擇墊片選擇a.管箱墊片 根據(jù)管程操作條件（循環(huán)水壓力，溫度 34）a0.4MpC。選石棉橡膠墊。結(jié)構(gòu)尺寸圖 6-3 所示

26、：1400mm.d 1508mm;D b.外頭蓋墊片 根據(jù)殼程操作條件（混合氣體，壓力，溫度 85a6.9Mp） ，選纏繞式墊片，墊片（4705-92） 纏繞式墊片。C。mm1500mm1609c.浮頭墊片 根據(jù)管殼程壓差，混合氣體溫度確定墊片為金屬包石棉墊，以浮動管板結(jié)構(gòu)確定墊片結(jié)構(gòu)尺寸為1390mm；厚度為mm13583mm;4706-92 金屬包墊片。- 16 - / 236.86.8 鞍座選用與安裝位置確定鞍座選用與安裝位置確定鞍座選用/T4712-92 鞍座 BI1400-F/S；安裝尺寸如化工單元過程與設(shè)備課程設(shè)計 （化學(xué)工業(yè)出版）：圖 4-44 所示 其中：mm40206700.

27、60.6L0L6700LB，?。簃m1350LL4000mmLCCB，6.96.9 折流板布置折流板布置折流板尺寸：外徑：；厚度取 8mmmm1392814008DDN前端折流板距管板的距離至少為 850mm；結(jié)構(gòu)調(diào)整為 900mm；圖 6-1（c）后端折流板距浮動管板的距離至少為 950mm；實際折流板間距 B=450mm，計算折流板數(shù)為 14 塊。6.106.10 說明說明在設(shè)計中由于給定壓力等數(shù)與公稱直徑超出 4730-92，長頸對焊法蘭標(biāo)準圍，對殼體與外頭蓋法蘭無法直接選取標(biāo)準值，只能進行非標(biāo)設(shè)計強度計算。7 7、強度設(shè)計計算、強度設(shè)計計算7.17.1 筒體壁厚計算筒體壁厚計算由工藝設(shè)

28、計給定設(shè)計溫度 85，設(shè)計壓力等于工作壓力為 6.9M，選C。ap低合金結(jié)構(gòu)鋼板 16卷制，查得材料 85時許用應(yīng)力；MnRC。 atMp163過程設(shè)備設(shè)計 （第三版）化學(xué)工業(yè)。取焊縫系數(shù)=1，腐蝕裕度=1mm；對 16鋼板的負偏差=02CMnR1C根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計 （第三版）化學(xué)工業(yè)：公式（4-13）壓圓筒計算厚度公式： = 從而 cticP2DP計算厚度：=mm3 .30.96116321400.96設(shè)計厚度：mm3 .3113 .30C2d名義厚度： 圓整取mm3 .32C1dnmm34n- 17 - / 23有效厚度：mm32CC21ne水壓試驗壓力： atcTMp25.681.965

29、.21P5.21P所選材料的屈服應(yīng)力asMp325水式實驗應(yīng)力校核：aeeiTt93Mp132232140025.682DP）（）（水壓強度滿足asaMp5 .2923251.90.9093Mp1氣密試驗壓力：acT.9Mp6PP7.27.2 外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算外頭蓋徑=1500mm，其余參數(shù)同筒體：短節(jié)計算壁厚： S= cticP2DPmm3 .32.96116321500.96短節(jié)設(shè)計壁厚：3.3mm312.33CSS2d短節(jié)名義厚度： 圓整取=36mm34.3mmCSS1dnnS有效厚度：3.9mm3CCSS21ne壓力試驗應(yīng)力校核：aeeiTt95Mp19

30、 .3329 .33150025.682DP）（）（壓力試驗滿足試驗要求。 外頭蓋封頭選用標(biāo)準橢圓封頭：封頭計算壁厚：S= cticP5 . 02DP2.1mm3.96.50116321500.96封頭名義厚度：33.1mm132.1CCSS21n取名義厚度與短節(jié)等厚：- 18 - / 2336mmSn7.37.3 管箱短節(jié)、封頭厚度計算管箱短節(jié)、封頭厚度計算 s s由工藝設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計溫度為 34，設(shè)計壓力為 0.4M，C。ap選用 16MnR 鋼板，材料許用應(yīng)力，屈服強度，取焊 atMp170asMp345縫系數(shù)=0.85，腐蝕裕度=2mm2C計算厚度： S= cticP2DP1

31、.94mm.405.80170214000.4設(shè)計厚度：3.94mm24.91CSS2d名義厚度：3.94mmCSS1dn結(jié)合考慮開孔補強與結(jié)構(gòu)需要取8mmSn有效厚度：6mm2-8CCSS21ne壓力試驗強度在這種情況下一定滿足。管箱封頭取用厚度與短節(jié)一樣，取8mmSn7.47.4 管箱短節(jié)開孔補強校核管箱短節(jié)開孔補強校核開孔補強采用等面積補強法，接管尺寸為，考慮實際情況選 209377號熱軋?zhí)妓劁摴埽?1mm atMp13093772C接管計算壁厚：mm 8.60.405.801302377.40P2DPSctict接管有效壁厚：6.65mm0.159-1-9CCSS21ntet開孔直徑：

32、.7mm3635.32292377C2ddi接管有效補強高度：- 19 - / 23 B=2d=2 363.7=727.4mm接管外側(cè)有效補強高度：.2mm579.7363dShnt1需補強面積：A=d S=363.7 1.94=705.62mm可以作為補強的面積：2e1.6mm14764.916.7363.4727S)-(Sd-BA）（）（）（2ret12.3mm522170/1308.605.66.2572fSt-S2hA）（）（221.6mm705A.91998.3522.61476AA 該接管補強的強度足夠，不需另設(shè)補強結(jié)構(gòu)。7.57.5 殼體接管開孔補強校核殼體接管開孔補強校核 開孔

33、校核采用等面積補強法。選取 20 號熱軋?zhí)妓劁摴?2325 鋼管許用應(yīng)力：， =1mm atMp1372C 接管計算壁厚： mm8.976.9113723256.9P2DPSctict接管有效壁厚：9.2mm0.1512-1-12CCSS21ntet開孔直徑：06.6mm35.101212122325C2ddi）（接管有效補強厚度：B=2d=2 306.6=613.2mm接管外側(cè)有效補強高度：60.7mm1206.63dShnt1需要補強面積：A=d=306.6 35.75=10960.952mm可以作為補強的面積為：2e1383.25mm5.7353706.63613.2)-(d-BA）（）

34、（）（2ret12119.4mm170/1378.97.2960.72fSt-S2hA）（）（尚需另加補強的面積為：- 20 - / 23221410458.3mm119.4-383.25-10960.95A-A-AA補強圈厚度：.3mm363252 .613.310458dBAS04k實際補強圈與筒體等厚： ； 則另行補強面積：mm38Sk20K4.6mm10951325.261338)d-(BSA）（2242110960.95mmAmm5.211454.610951.41195.2383AAA同時計算焊縫面積后，該開孔補強的強度的足夠。3A7.67.6 固定管板計算固定管板計算固定管板厚度

35、設(shè)計采用 BS 法。假設(shè)管板厚度 b=100mm?？倱Q熱管數(shù)量 n=1254； 一根管壁金屬橫截面積為：2222i20.6mm17620254dd4a）（）（開孔溫度削弱系數(shù)（雙程）：.50兩管板間換熱管有效長度(除掉兩管板厚)L 取 6850mm計算系數(shù) K：5.8141006850.50.6176125410014002.31LbnabD2.31Ki2 K=3.855接管板筒支考慮，依 K 值查化工單元過程與設(shè)備課程設(shè)計化學(xué)工業(yè)：圖 4-45， 圖 4-46，圖 4-47 得：2.8G-0.65,G, 9 . 2G321管板最大應(yīng)力:a2tsatMp4 .5707.605.60.40.961.4633.201GPPP1）（）（）（或a3tsat.2Mp10107.60.82.40.961.4633.201GPPP1）（）（筒體徑截面積：222imm153860014004D4A管板上管孔所占的總截面積：2220mm8 .6155552541254d4nC- 21 - / 23系數(shù).601538600.86155551538600AC-A系數(shù).240.86155551538600176.61254C-Aan殼程壓力：as.9Mp6P 管程壓力:al0.4MpP 當(dāng)量壓差：alsaMp404. 64.201.40.961P-