蒸汽凝液冷凝器畢業(yè)設計說明書

1、摘要換熱器是石油、化工、動力食物和其它許多工業(yè)部門的通用設備，在生產(chǎn)中占有重腹地位。在化工生產(chǎn)中，換熱器能夠作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器，應用十分普遍。換熱器種類很多，但依照冷熱流體熱量互換的原理和方式，大體可分三大類，即間壁式、混合式和蓄熱式。間壁式換熱器中的U型管式換熱器在化工生產(chǎn)中較為經(jīng)常使用。本設計是關于U型管換熱器的設計，用冷卻水冷卻低壓蒸汽。依照最新的技術標準，結(jié)合傳統(tǒng)的設計方式，通過結(jié)構(gòu)設計、強度校核以及換熱器的制造、查驗、安裝、維修等步驟，完成了該設計。其中結(jié)構(gòu)設計要緊包括管箱、圓筒、管板、折流板、防沖擋板、旁路擋板、接管和法蘭、容器法蘭、支座等的設計；強度校核包

2、括筒體、封頭、墊片、管箱短節(jié)、開孔補強、法蘭、管板的校核。關鍵詞：換熱器U型管設計校核AbstractTheabstractheatinterchangeristhepetroleum,chemical,powerfoodaswellasothermanyindustrysector'sgeneralpurposeequipment,holdstheimportantstatusintheproduction.Inthechemicalproduction,theheatinterchangermayastheheater,thechiller,thecondenser,theevap

3、oratorandboiling,theapplicationreallyforisagainwidespread.Heatinterchangertypeverymany,butactsaccordingtothecoldheatflowbodyinterchangeofheattheprincipleandtheway,isbasicmaydividethreebigkinds,namelynextdoortype,mixedstyleandregenerationtype.InthenextdoortypeheatinterchangerUtubularheatexchangerisco

4、mmonlyusedinthechemicaldesignisabouttheUtubeheatinterchangerdesign,coolsthelowpressuresteamwiththecoolingwater.Accordingtothenewestindustrystandard,theuniontraditionsupposesthemethod,processstepandsoonstructuraldesign,intensityexamination,moreoveralsoinvolvedtheheatinterchangermanufacture,theexamina

5、tion,theinstallment,theservice,hascompletedthisdesign.Structuraldesignmainlyincludesthetubebox,thecylinder,thetubeplate,thebaffle,guardsagainstflushesthebackplate,thebypassbackplate,takesovercontrolwiththeflange,thevesselflange,thesupportandsoonthedesign;Theintensityexaminationincludingthetubebody,s

6、eals,thefillingpiece,thetubeboxshortfestival,opensKongBuqiang,theflange,thetubeplate,thesaddletypesupportexamination.Keyword:HeatinterchangerUtubedesignexamination畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和利用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重許諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的功效。盡我所知，除文中專門加以標注和致謝的地址外，不包括其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或發(fā)布過的研究功效，也不包括我為取得及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W

7、歷而利用過的材料。對本研究提供過幫忙和做出過奉獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：0期：利用授權說明本人完全了解大學關于搜集、保留、利用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：依照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保留畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽效勞；學校能夠采納影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手腕保留論文；在不以獲利為目的前提下，學校能夠發(fā)布論文的部份或全數(shù)內(nèi)容。作者簽名：日期：目錄Abstract目錄. 設 任務書 第一章殼程圓筒計算計算條件厚度及重量計算壓力實驗時應力校核壓力及應力計算第二章前端管箱筒體計算計

8、算條件厚度及重量計算壓力實驗時應力校核壓力及應力計算第三章前端管箱封頭計算計算條件厚度及重量計算壓力計算第四章后端管箱封頭計算計算條件厚度及重量計算壓力計算第五章筒體法蘭計算1"1_*.錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未

9、定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。螺栓受力計算錯誤!未定義書簽。力矩計算錯誤!未定義書簽。螺栓間距校核形狀常數(shù)確信錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。法蘭應力校核錯誤!未定義書簽。第六章前端管箱法蘭計算錯誤!未定義書簽。設計條件螺栓受力計算錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。力矩計算錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。螺栓間距校核形狀常數(shù)確信錯誤!未定義書簽。法蘭應力校核錯誤!未定義書簽。第七章管板及換熱管計算錯誤!未定義書簽。管板錯誤!未定義書簽。設計條件錯誤!未定義書簽。管板各個參數(shù)錯誤!未定義書簽。換熱管錯誤!未定義書簽。計算條件錯誤!未定義書簽。參數(shù)計算錯誤!未定義書簽。管

10、板厚度或管板應力計算（a型）錯誤!未定義書簽。換熱管軸向應力計算及校核錯誤!未定義書簽。換熱管與管板連接拉脫力校核錯誤!未定義書簽。第八章開孔補強計算錯誤!未定義書簽。接管0219.1x10錯誤!未定義書簽。設計條件錯誤!未定義書簽。開孔補強計算錯誤!未定義書簽。接管B088.9x8錯誤!未定義書簽。設計條件錯誤!未定義書簽。開孔補強計算錯誤!未定義書簽。接管E處68.3x11錯誤!未定義書簽。設計條件錯誤!未定義書簽。開孔補強計算錯誤!未定義書簽。設計小結(jié)錯誤!未定義書簽。參考文獻錯誤!未定義書簽。緒論1 .換熱器及其研究現(xiàn)狀換熱器是一種普遍利用的工藝設備，在煉油、化工行業(yè)中是要緊的工藝設備

11、之一。因此，換熱器的研究倍受重視。從換熱器的設計、制造、結(jié)構(gòu)改良到傳熱機理的實驗研究一直都在進行。換熱器是節(jié)約能源的有效設備，在七十年代發(fā)生能源危機以來，更是倍收重視。最近幾年來換熱器及其傳熱技術的現(xiàn)狀：目前世界上每一年發(fā)表的有關傳熱及換熱設備方向的文獻約在六千篇以上，研究的重點是傳熱機理、傳熱強化、兩相流模擬及測試技術、運算機應用和開發(fā)、和與能源利用和環(huán)境愛惜有關的新型高效換熱器。一種新的動向：從數(shù)學模擬動身，用數(shù)學方式推導出精準的計算公式。運算機的應用：應用運算機不僅節(jié)省人力，提高效率，而且可進行最優(yōu)化設計和操縱，使其達到最大技術經(jīng)濟性，例如：美國帕斯卡煉油廠常減壓裝置的原油換熱系統(tǒng)，采納

12、了換熱系統(tǒng)的最正確設計及其改良方法，平均傳熱系數(shù)達到445K卡/平方米*小時*度。傳熱分析.應力分析.信息貯存與檢索，和模擬和操縱均編有程序，有些程序從工藝設計開始直到繪出圖紙只需要十幾分鐘即可完成。高溫高壓換熱器的進展：隨著工藝的進展和大型裝置的顯現(xiàn)，大型高壓換熱器的利用愈來愈多，煉油廠加氫換熱器確實是一個例子。今年來，高溫高壓換熱器的結(jié)構(gòu).材料和制造方面都有一些進展，管箱結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)均有一些改良，管子入口區(qū)的熱防護取得一些改善。大力進展的振動的研究：換熱器大型化的一個復雜的問題確實是管制的震動。大型換熱器在高速下極易產(chǎn)生振動，使管子破裂，損壞設備的基礎和管路，同時產(chǎn)生噪音。關于振動問題，

13、人們正在大力的進行研究，現(xiàn)以能夠預測振動的自振頻率，在設計中能夠確信適宜的流速范圍，以避免流體的激振。在設計上也采納一些防振方法克服管件的振動，延長利用壽命。進展強化傳熱管：傳熱管是管殼式換熱器的要緊傳熱元件，國外對傳熱管的研究十分重視，通過改良傳熱管的性能，提高換熱管的性能，強化傳熱管的方式要緊有兩種：一是盡可能擴大傳熱面積，但乂只是分增大流體阻力。如將管子內(nèi)外表面軋制成各類不同的表面形狀，如翅片管.螺紋管等。另一種是改善傳熱表面的性能，使之符合傳熱機理的要求，有充分發(fā)揮其特點。如單.雙面縱槽管.周向波紋管.螺旋波紋管等。采納新材料：由于工藝條件的要求，新材料被普遍應用。在換熱器制造中，鈦具

14、有很高的抗侵蝕性能，高的強度極限和屈服極限，且比重小，重量輕，乂有必然的抗污塞性，在西德的含氯溶液中采納了鈦制換熱器，在煉油廠中利用了鈦制冷卻器和冷凝器。滲鋁管換熱器及鍍鋅管換熱器的利用也日趨增多，非金屬方面最具有代表性的材料是聚四氟乙烯材料，它的抗侵蝕性.抗污性能好，取得了普遍的應用。熱管換熱器的利用：換管是用小的表面積傳遞大的熱量，表現(xiàn)了一種優(yōu)良的設計方式。熱管是六七十年代中期在宇航工業(yè)中進展起來的新型傳熱元件，于七十年代進入民用工業(yè)，由于具有高效率.壓力小.結(jié)構(gòu)簡單.緊湊性好等優(yōu)勢，進展叫我迅速。1979年美國卡特斯堡煉油廠的重整加熱爐上利用了熱量為80萬/小時的熱管換熱器。考慮加工、造

15、價、清洗三方面因素，因此選擇U形管換熱器作為我的設計類型。二、U型管換熱器它是將管子彎成U形，管子兩頭固定在同一塊管板上。由于殼體與管子分開,能夠不考慮熱膨脹。因U形管式換熱器只有一快管板，且無浮頭，因此結(jié)構(gòu)簡單,造價比其它換熱器廉價，管制能夠從殼體內(nèi)抽出，管外便于清洗，但管內(nèi)清洗困難，因此管內(nèi)的介質(zhì)必需清潔及不易結(jié)垢的物料。由于傳熱管的結(jié)構(gòu)形式關系，管子的改換除外側(cè)一層外，內(nèi)部管子大部份不可能改換，管制中心部份存在間隙,因此流體易走短路，阻礙傳熱成效。而且管板上排列的管子較少，結(jié)構(gòu)不緊湊。U型管的彎路部份曲率不同，管子長度不一，因此物料散布不如固定管板式換熱器均勻。管子因滲漏而堵身后將造成傳

16、熱面積的損失。U型管式換熱器，一樣利用于高溫高壓的情形下。尤其利用在壓力較高的情形下，在彎管段的壁厚要加厚，以彌補彎管后管壁的減薄。如殼程需要常常清洗管制，那么要求采納正方形排列，一樣情形下都按三角形排列，管程為偶數(shù)程殼程內(nèi)可按工藝要求裝置折流板，縱向隔板等，折流板由拉桿固定，以提高換熱設備傳熱成效。縱向隔板是一矩形平板，安裝在平行于傳熱管方向（縱向隔板按工藝要求決定）。以增加殼側(cè)介質(zhì)流速。設計任務書設計題目：蒸汽凝液冷凝器設計設計要求：1.型式與規(guī)格:臥室，l：D500x500mm2 .換熱面積：30m23 .殼程：入口：低壓蒸汽操作溫度。C,設計溫度：200操作壓力，質(zhì)量流率2545kg/

17、h出口：凝液操作溫度。C,設計溫度：200操作壓力，質(zhì)量流率2545kg/h4 .管程：入口：冷卻水操作溫度30。，設計溫度：70操作壓力，質(zhì)量流率162641kg/h出口：冷卻水操作溫度40。，設計溫度：70操作壓力，質(zhì)量流率162641kg/h第一章殼程圓筒計算計算條件計算壓力P=設計溫度廿。C內(nèi)徑2=材料20R（熱軋）（板材）鋼板負誤差C二侵蝕裕量C2=焊接接頭系數(shù)。二厚度及重量計算由（GB150-1998表4-1）查得實驗溫度許用應力b二設計溫度許用應力b二實驗溫度下屈服點q二計算厚度由（GB150-1998式5-1）知:2.0x5002x123x0.85-2.0=4.83mm有效厚度

18、=10.00-0.00-1.50= 8.50mm名義厚度5” = 10.00mm重量G二壓力實驗時應力校核實驗壓力值 由（GB150-1998式3-3）知：P =1.25P-l = 1.25x2.0x = 2.7033Mpa/cr1123壓力實驗許諾通過的應力水平aT <0.90o-a =0.90x245=22Q50MPa實驗壓力下圓筒的應力由（GB150-1998式3-4）知：耳。2 = 2.7033x（500+8.5） =95J3 卜725*2x8.5x0.85由于校核條件是因此符合壓力條件合格壓力及應力計算最大許諾工作壓力由（GB150T998 式 5-4）知:41 =2x8.5x

19、123x0.85屹 + 心） （500+8.5）= 3.49528Mpa設計溫度下計算壓力 由（GB150-1998式5-2）知:b=3%+q）= 2.x（500+8.5） = 59.82MPa2x8.5校核條件是10455MPaZ b驗證合格-1-2-2.L1J /qA-ZtA-A-A- /-L X | ArZr-一早刖師官相同體計導計算條件計算壓力設計溫度內(nèi)徑材料鋼板負誤差侵蝕裕量P = MPa Ct= Di = mm20R （熱軋）（板材）C= nunC）二 nun焊接接頭系數(shù)厚度及重量計算查(GB150-1998表4-1)得:實驗溫度許用應力L crl= MPa設計溫度許用應力實驗溫度

20、下屈服點計算厚度由（GB150-1998式5-1）知:2.0x500)“=4.46mm2x133x0.85-2.0有效厚度名義厚度。=5-C-C=l0.00-0.00-1.50=8.50mm=10.00mm重量壓力實驗時應力校核實驗壓力值由（GB1501998式3-3）知:PT=L25尸里=1.25x2.0x=2.5000Mpa133壓力實驗許諾通過的應力水平aT<0.90cta=0.90x245=22Q50MPa實驗壓力下圓筒的應力由（GB150-1998式3-7）知:%,=舄(。+。) 2.500x(500+8.50)2x8.50x0.85= 87.98Mpa由于校核條件是因此符合壓

21、力條件合格壓力及應力計算最大許諾工作壓力由(GB150T998式5-4)知:匕=2x8.5x133x0.85=3.77945Ma(Dj+4)(500+8.5)設計溫度下計算壓力由（GB150-1998式5-2）知:人"。+幻=2.。«5。+&5）=59.82MPa25.2x8.5校核條件是司/=113.05MPaNb驗證合格第三章前端管箱封頭計算計算條件計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面高度材料鋼板負誤差侵蝕裕量焊接接頭系數(shù)t=D=仔20R（熱軋）（板材）G=C2=g厚度及重量計算查(GB150-1998表4-1)得：實驗溫度許用應力b二設計溫度許用應力底 KPR 2司

22、9;0_0.5勺計算厚度由(GB150T998式5-1)知:=4.44 mm1x2,0x5002x133x0.85-0.5x2.0名義厚度5=10.00mm有效厚度a=2一G-G=10-0-1-5=8.50mm最小厚度5nlm=0.75mm知足最小厚度要求重量合格G 二壓力計算2，但皿+0.55,最大許諾工作壓力由（GB150T998式5-4）知:= 3.81130MPa2x133x0.85x8.51x500+0.5x8.5知足條件要求合格第四章后端管箱封頭計算計算條件計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面高度材料鋼板負誤差侵蝕裕量焊接接頭系數(shù)P,=t=D=h尸20R（熱軋）（板材）G=C2=厚度及重量計算

23、查（GB150-1998表4-1）得：實驗溫度許用應力b=設計溫度許用應力b=二KPR2cr7-0.5P計算厚度由（GB150-1998式5-1）知:= 4.81mm1x2.0x5002x123x0.85-0.5x2.0名義厚度5“=10.00mm有效厚度=-C-G=10-0-1.5=8.50mm最小厚度5mm=0.75mm知足最小厚度要求合格重量G二壓力計算最大許諾工作壓力由（GB150-1998式5-4）知:匕=2寸歸KD+0.5。2x133x0.85x8.51x500+0.5x8.5= 3.81130MPa知足條件要求合格第五章筒體法蘭計算由壓力容器設計手冊第674頁知：D、:500mm

24、, Pc=2MPao先假定公稱壓力P、：。取用材料為20?？捎蓧毫θ萜髟O計 手冊第696頁明白。能夠選取“長頸對焊法蘭”或“乙型平焊法蘭”。又由壓 力容器設計手冊明白。這兩種法蘭最大許諾工作壓力均小于2MPao因此選取 P.、二不合格。選取P、=4MPa時“長頸對焊法蘭”的最大許諾工作壓力為?！耙倚推?焊法蘭”的最大許諾工作壓力為。那個地址選取“長頸對焊法蘭”。法蘭相關尺 寸可由壓力容器設計手冊第688頁查得。設計條件設計壓力P=2MPa計算壓力P. =2MPa設計溫度軸向外力載荷外力矩M= N mm殼體材料名稱許用應力20R （熱軋）同=法蘭材料名稱20許用應力a,.=MPa片MPa螺栓材料

25、名稱許用應力40MnB同,=MPacrj,=MPa公稱直徑螺栓根徑數(shù)量墊片材料類型4=mmn=24個軟墊片（非金屬墊片）由（GB150-1998第94頁9.5.1）知:結(jié)構(gòu)尺寸。=。0=&=。外=mmD內(nèi)=今=160.mmLe=mmLa=mmh=mmg=mmN=20m=y=69MPab=Dg=壓緊面形狀la,lb為<6.4"b=b。Dg=（D外+。內(nèi)）/2b0>6Ainmb=2.53ybDG=£）外一"螺栓受力計算預緊狀態(tài)下需要最小螺栓載荷由（GB150-1998式9-4）知:=.y=9521176N操作狀態(tài)下需要最小螺栓載荷由（GB150-1

26、998式9-5）知:嗎=+尸=6390229N所需螺栓總截面積Am=max(Ap,A.)=449Llmnf實際利用螺栓總截面積4,=n兀Ad；=811757V力矩計算由(GB150-L998表9-6)知：工,=0.785，力=0.785x50(fx2=3925000%Ld=La+0.5=31.5+0.5x26=44.5/7?77?=心紜=3925000x44.5=17466250DM加幾=1655019NLg=0.5(2-Dc)=0.5(61S0-549.0)=33.0/nm/=Ug=1655019x33.0=54616530麗鳥=/一金=806977NL,=0.5(4+a+%)=0.5(31

27、.5+26.0+33.0)=453mM.=K，=806977x45.3=36515922M加內(nèi)壓：Mp=Md+Mg+Mt26579494)Nmm螺栓預緊情形下W=1336510.8NL(.=33.0m=位1=13365108x33.0=44105580Nmm計算力矩”。二"0與"。；/b/中大者/o=35284472)M7螺栓間距校核實際間距L=嗎,/=3.14x61324=805？由(GB150-L998表9-3)知:最小間距Lmin=56.0mm由(GB150-1998式9-3)知：最大間距Zg*=1269/77/?形狀常數(shù)確信由(GB150-1998表9-6)知：h。

28、=必需=7500x16=89.44h/h0=35.0/89.44=0.4K=Dq/0=660.0/5000=1.3204/5。=26.0/16.0=1.6由K查表得9-5得T=Z=Y=U=整體法蘭查圖9-3和圖9-4F】=V；=0.31415e=1/?=0.00961查圖9-7由可/今得/；=1.06575=»74=0.24=為今?U/匕=5產(chǎn)+1=144y=y/1T=0.81/7=4/3x5/6+1=1.59A=/+77=0.98法蘭應力校核軸向應力計算值b”=“吹D,=IIQ44Mp4許用值1.5b%=1560MPa或2.5b=307.5MPa合格徑向應力計算值%=(1.33當+

29、Di=54.30MP”許用值af=104.0MPa合格切向應力計算值aT=MQY/Sf2D,ZOr=3770MPa許用值af=104.0MPa合格綜合應力1113X(9.5(7+bJ0.5(b+b)=8237MPa同.=104.0MPa合格第六章前端管箱法蘭計算設計條件設計壓力P=2MPa計算壓力P.=2MPa設計溫度t=軸向外力載荷外力矩M=Nmm克體材料名稱20R(熱軋)法蘭螺栓許用應力材料名稱許用應力材料名稱許用應力公稱直徑20同=MPa40MnB4=MPa螺栓根徑i = mm數(shù)量n=24個墊片材料類型軟墊片（非金屬墊片）由（GB150-1998第94頁9.5.1）知：結(jié)構(gòu)尺寸。=。0=

30、&=。外=mmD內(nèi)=今=mmLe=mmLa=mmh=mmg=mmN=20m=y=69MPab=Dg=壓緊面形狀la,lbb。«64mb=b0DG=(。外+。內(nèi))/2b0>6Aminb=2.53Z?DG=。外一2b螺栓受力計算預緊狀態(tài)下需要最小螺栓載荷由（GB150-1998式9-4）知:叱,=洶2），=9521176N操作狀態(tài)下需要最小螺栓載荷由（GB150-1998式9-5）知:叱,=1,+尸=6390229N所需螺栓總截面積Am=max（Ap,A.）=449Llmnf實際利用螺栓總截面積%=問政；=8"5N力矩計算由(GB150-1998表9-6)知:=0

31、785/=0.785x5002x2=3925000NLd=La+0.5R=31.5+0.5x26=44.5?？=")乙)=3925000x44.5=17466250DM加Fc=Fp=l655Q19NLg=0.5(，,一4)=0.5(615.0-549.0)=33。機%.=1655019x33.0=54616530M鳥=/一金=806977NLr=0.5(L4+2+4)=0.5(31.5+26.0+33.0)=45.3帆？M7.=.=806977x45.3=36515922/7/?內(nèi)壓：Mp=Md+Mg+Mt26579494)Nmm螺栓預緊情形下IV=1336510.8NL(.=33.

32、0m?=位1=13365108x33.0=44105580Nmm計算力矩Mo=Mp與b,中大者Mo=41773O80DM7螺栓間距校核實際間距L=7iDh/n=3.14x61?24=80.5由(GB150-1998表9-3)知：最小間距Anm=56.0mm由(GB150-1998式9-3)知：最大間距=126.9mm形狀常數(shù)確信由(GB150-1998表9-6)知：h。=yD=7500x16=89.44h/ho=35.0/89.44=0.4K=DJDi=660.0/5000=1.3204/5。=26.0/16.0=1.6由K查表得9-5得T=Z=Y=U=整體法蘭查圖9-3和圖9-4尸1=匕=0

33、.3141，e=/；/?=0.0096J松式法蘭查圖9-5和圖9-6Fl=0.0VL=0.0e=FJh。=0.0查圖9-7由可/今得=1.06575=4=0.24=兒3；UM=5/6+1=1.44y=y/T=0.81/?=4/3x5,e+l=1.59幾=y+=0.98法蘭應力校核軸向應力計算值為=fMj斯;Dt=13Q74M4許用值1.5同=184.7MPa或2.5同=3325MPa合格徑向應力計算值=(1.33當e+l)M0/45jDi=64.28MP。許用值af=123.1MPa合格切向應力計算值(yT=MqY/S(2D,_ZGr=44.64MPa許用值bj,=123.1MPa綜合應力計算

34、值合格maxQ.5(cr+o7J,0.5(b+ar)=97.5lMPa許用值crl=123.1MPa法蘭校核結(jié)果合格第七章管板及換熱管計算管板7.1.1設計條件殼程設計壓力Ps=管程設計壓力P,=殼程設計溫度7；=200管程設計溫度7；=70MPa殼程筒體壁厚5s=10mm管程筒體壁厚Sh=10mm殼程筒體侵蝕裕量C=管程筒體侵蝕裕量C二換熱管公稱直徑2=500換熱管利用處合一樣場合管板與法蘭或圓筒連接方式a型換熱管與管板連接方式焊接7.1.2管板各個參數(shù)由(GB151-1999第28-35頁)知:材料名稱20R（熱軋）（板材）名義厚度5=65.00mm強度減弱系數(shù)4=0.40剛度減弱系數(shù)7=

35、0.40材料泊松比v=0.30隔板面積4=500000換熱管與管板脹接長度1=設計溫度下管板材料彈性模量與,=18600000MPa司=50.50a1 = 123MPa九二h2 = 6.00mmCs = 1.50mmCl = 1.50mm設計溫度下管板材料許用應力104.00MPa許用拉脫力設計溫度下許用應力殼程側(cè)結(jié)構(gòu)深管程側(cè)隔板深殼程侵蝕裕量管程侵蝕裕量換熱管7.2.1 計算條件材料名稱10（熱軋）管子外徑d二管子壁厚=2.00mm由壓力容器設計手冊第571頁知：U型管根數(shù)n=109由壓力容器設計手冊第569頁知：換熱管中心距S=設計溫度下?lián)Q熱管材料許用應力b：=101.00MPa7.2.2

36、 參數(shù)計算管板布管區(qū)面積由（GB151-1999第28頁）知：A=1.732f?S2+Ad=1.732x109x25?+500gl229925M*（三角型排列）一根換熱管管壁金屬橫截面積a二總（d3；）=3.142x2x（19-210681）=/?nf由（GB151-1999第36頁）知：管板布管區(qū)當量直徑D,=14./乃二4x1229925/3.14=395.73mm由（GB151-1999第30頁）知：半徑a型R=0%=54%=274.5S？系數(shù)？='/2火=395.73/2x274.50=0.72系數(shù)。=0.00按&/。和%/。查圖所得系數(shù)b=0.00按可/。和5口查圖所

37、得殼程圓筒與法蘭或凸緣的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K,ad型Kf=Q管箱圓筒與法蘭或凸緣的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K,ac型Kf=0管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K,a型K尸0旋轉(zhuǎn)剛度無量剛系數(shù)Kf=D；DjSDxF,=0.00,系數(shù)QCeCM按K/和l/q查（GB151-1999第43頁圖19）別離得:Q=0。2563C.=0o0958Cv/=0o00007.2.3管板厚度或管板應力計算（a型）管板計算厚度由（GB151-1999第31頁）知：5=0.822"4/;=49.969Pd管板的名義厚度3n=<54-Cs4-C,=62.00/77/77結(jié)論：合格7.2.4換熱管軸向應力計算及校核由（GB151T999

38、第32頁）知：分三種計算工況1.只有殼程設計壓力，管程設計壓力5二一（上一）加2/4<7=-5.31<打合格2只有管程設計壓力匕，殼程設計壓力以二0d=_g_£）而2/44=3.31<同合格3殼程設計壓力以，管程設計壓力4=05=_（_Q）2/4=2.00<同合格7.2.5換熱管與管板連接拉脫力校核拉脫力由（GB151-1999第32頁）知：q二|<7/z/tz-/Z|=2.71<q合格重量：Kg第八章開孔補強計算接管0219.1x108.1.1設計條件計算壓力R=2MPa設計溫度t=殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型20R（熱軋）（板材）殼體開孔

39、處焊接接頭系數(shù)。=0.85殼體內(nèi)直徑D,=500mm殼體開孔處名義厚度=10mm殼體厚度負誤差G=0.00mmC2 = 1.50mmo-y =123MPa88mm0mm1123MPa殼體侵蝕裕量殼體材料許用應力接管實際外伸長度接管實際內(nèi)伸長度接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負誤差接管材料許用應力8.1.2開孔補強計算殼體計算厚度(查GB150-1998表7-2得)=1P,32cr-0.5P2x1x5002x123x0.85-0.5x2=4.829mm接管計算厚度由(GB150T998式8-2)知:2x201.62x123x0.85-2=1.632mm補強圈強度減弱系數(shù)/n.=o接管材料強度

40、減弱系數(shù)A=1a123開孔直徑d=4+2C=20L6+2X1.5=2046mmd=204。6mm。/2=600mm知足等面積法開孔補強計算的運用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。接管有效厚度。,=5川-。=10-1.5=8.5mm有效補強范圍：補強區(qū)有效寬度由(GB150-1998式8-7)知：8=1+2。+2/=204.6+2x10+2x8.5=241.6mmmm5=2"=2x204.6=409.2取二者中大值B二有效高度:外側(cè)有效高度由（GB150-1998式8-8）知：九=7204.6x10=45.23mm%f1Y”取小值故九=45.23mm瓦=250nim（實際外伸長度）

41、內(nèi)側(cè)有效高度由（GB150-1998式8-9）知:h2=77=7204.6x10=45.23mm工=0(實際內(nèi)伸長度)取小值故h、=0mm封頭有效厚度C=10L5=8.5mm開孔減弱所需的補強面積由(GB150-1998第76頁)知：A=+2,(l-X)=2046x4.829+2x4.829x8.5x(l-l)=987.9mm2殼體多余金屬面積由(GB150-L998第77頁)知：4=(3-弧-5)-24伍-弧人)=(409.2-204.6)x(8.5-4.829-2x8.5x(8.5-4.829)x(1-1)=751.2mm2接管多余金屬面積由(GB150T998第77頁)知：&=2

42、%-浮沈+2久-(比=2x45.23x(8.5-1.632)x1+0=50&2mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積4=64mm2A+4+A=75L2+5082+64=1323mm2,大于A=987.9"7/,因此補強知足要求，不需要另加補強。接管B088.9x88.2.1設計條件計算壓力P=2.0MPa設計溫度t=殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型20R（熱軋）（板材）殼體開孔處焊接接頭系數(shù)。=0.85殼體內(nèi)直徑Di=500mm殼體開孔處名義厚度=10mm殼體厚度負誤差CI=0.00mm殼體侵蝕裕量C=1.5mm殼體材料許用應力<tz=123MPa接管實際外伸長度120mm接管實際

43、內(nèi)伸長度0mm接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負誤差mm接管材料許用應力123Mpa8.2.2開孔補強計算殼體計算厚度：查GB150-1998表7-2得兒=1.0查GB150-1998表4-120Ra'=17OMPa表4-320管材(GB8163)crf=123MPasPkM2.0x1.0x500.8=4.829mm2b00.5己2x123x0.85-0.5x2.0接管計算厚度由(GB150T998式8-2)知：Pcdi2.0x62o.=O.j9omm2可0-Q2x123x0.85-2.0補強圈強度減弱系數(shù)A=o接管材料強度減弱系數(shù)£.=肛=之=1130開孔直徑d=4+2

44、C=74.9+2X1.5=77.9mmd二mm0./2=25Omm知足等面積法開孔補強計算的運用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。接管有效厚度/=%-。=8-1.5=6.5mm有效補強范圍：補強區(qū)有效寬度由(GB150-1998式8-7)知:8="+2。+2,=77.9+2x10+2x8=113.9mmB=2d=2x77.9=155.8mm取二者中大值B二有效高度:外側(cè)有效高度由（GB150-1998式8-8）知:九=眄7 = ,77.9x8 = 24.96mm 取小值 h1=12(hnn(實際外伸長度)故九=34.53mm內(nèi)側(cè)有效高度由（GB150-1998式8-9）知:h、=

45、J77.9x8=2496mmrr.f2Vnz取小值故九=Ommh,=0(實際內(nèi)伸長度)-封頭有效厚度C=10L5=8.5mm開孔減弱所需的補強面積由(GB150-1998第76頁)知：A=JJ+2,(l-/；)=77.9x4.829+2x4.829x6.5x(l-l)=3761mm2殼體多余金屬面積由(GB150-1998第77頁)知：A=(B-dXi)-22-5X1-fr)=(155.8-77.9)x(8.5-4.829)-2x6.5x(8.5-4.829)x(1-1)=286iiim2接管多余金屬面積由(GB150-1998第77頁)知：4=2het-a)fr+2h2(sel-c2)fr=

46、2x24.96x(6.5-0.598)x1+0=244.8mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積4=64mm2A+A+A3=1000+2466+64=1311mm2,大于A,因此補強知足要求，不需要另加接管E16&3xll8.3.1 設計條件計算壓力=2MPa設計溫度殼體型式殼體材料名稱及類型1=圓形筒體20R （熱軋）（板材）殼體開孔處焊接接頭系數(shù)。=0.85殼體內(nèi)直徑殼體開孔處名義厚度殼體厚度負誤差殼體侵蝕裕量殼體材料許用應力接管實際外伸長度接管實際內(nèi)伸長度接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負誤差接管材料許用應力接管材料補強圈材料名稱補強圈外徑補強圈厚度補強圈厚度負誤差補強圈許用應力8.3.2 開孔補強計算Di = 500mm= 10mmC = 0.00mmC2 = 1.5 mmo-y =133MPa89mm0mm1130Mpa20 (GB8163)管材16MnR (熱軋)640 mm22 mm0 mm殼體計算厚度：查GB150-1998表4-1用插值法得20R司'=13弘%表4-320管材(GB8163)a1=12S.6MPa8=45=4.829mm詢j接管計算厚度由