浮頭式換熱器設(shè)備計算書.doc

浮頭式換熱器設(shè)備計算書浮頭式換熱器設(shè)備計算材料名稱Q345R(16MnR)(熱軋)(板材) 殼程設(shè)計壓力 2.5Mpa管程設(shè)計壓力 0.1Mpa殼程設(shè)計溫度 200管程設(shè)計溫度 200設(shè)計溫度許用應(yīng)力t=170MPa試驗溫度許用應(yīng)力=170MPa筒體公稱直徑900mm筒浮頭式換熱器筒體最小壁厚8mm筒體名義厚度10mm校核合格筒體法蘭厚度30mm體校核合格筒體后端法蘭厚度30mm校核合格前端管箱筒體名義厚度10mm前校核合格端前端管箱封頭名義厚度10mm管校核合格箱前端管箱法蘭厚度14mm校核合格后端管箱筒體名義厚度10mm后校核合格端后端管箱封頭名義厚度10mm管校核合格箱后端管箱法蘭厚度30mm校核合格帶法蘭凸形封頭名義厚度10mm浮校核合格頭法蘭設(shè)計厚度30mm蓋校核合格鉤圈計算厚度3mm校核合格管管板名義厚度70.00mm板校核 合格浮頭式換熱器筒體計算結(jié)果計算單位計算條件筒體簡圖計算壓力 Pc 2.5MPa設(shè)計溫度 t 200 C內(nèi)徑 Di900mm材料 20(GB8163) ( 管材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 170.00MPa試驗溫度下屈服點 ss 345.00MPa鋼板負(fù)偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = =7.85mm有效厚度=n-C1-C2=8 mm名義厚度 dn = 10.00mm重量 18.13Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值PT=1.25Pt=3.125 MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 sTsT 0.90 ss = 263.925MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力T=PT(Di+)2= 177.34 MPa校核條件 校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力PW=2tDi+=3.18MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力t=Pc(Di+)2=141.875MPat 144.50MPa校核條件stf st結(jié)論 合格浮頭式換熱器管板計算計算單位設(shè) 計 條 件殼程設(shè)計壓力 2.5MPa管程設(shè)計壓力 0.1MPa殼程設(shè)計溫度 200C管程設(shè)計溫度 200C換熱器公稱直徑 900mm殼程腐蝕裕量 0.00mm管程腐蝕裕量 2.00mm換熱管使用場合一般場合換熱管與管板連接方式 ( 脹接或焊接)焊接初始數(shù)據(jù)管板材料(名稱及類型)20鍛件輸入管板名義厚度 70.00mm管板強度削弱系數(shù)0.40管板剛度削弱系數(shù) 0.40隔板槽面積0.00mm2換熱管與板脹接長度焊腳高度 l6.00mm設(shè)計溫度下板材彈性模量 1.96105MPa設(shè)計溫度下板材許用應(yīng)力 162.00MPa許用拉脫力 39.91 mm殼程側(cè)結(jié)構(gòu)槽深 0.00mm管程側(cè)隔板槽深 0.00mm換熱管材料名稱20(GB8163)換熱管外徑 d25.00mm換熱管壁厚 2.50mm換熱管根數(shù) n472根換熱管中心距 S32mm換熱管長 6000.00mm換熱管受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度 195.00mm設(shè)計溫度下管材彈性模量186000.00MPa設(shè)計溫度下?lián)Q熱管材料屈服點162.00MPa設(shè)計溫度下管材許用應(yīng)力 101.00MPa墊片墊片外徑 892.00mm墊片內(nèi)徑 860.00mm墊片厚度 3.00mm墊片壓緊力作用中心園直徑135.00mm墊片材料鐵皮包石棉墊片系數(shù)計算管 區(qū)At單管程三角形排列At=0.866nS2 板 面正方形排列At=nS2=489856mm2布 積多管程三角形排列At=0.866nS2+Ad=管 正方形排列At=nS2+Ad= 管板開孔后面積 AlAl=At-nd04=258163.54 mm2一根換熱管壁金屬截面積aa=d0-=176.71 mm2管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 DtDt=4At=789.75 mm換熱管有效長度LL=L總-2-2l2=5857 mm管束模數(shù)KtKt=EtnaLDt=3353.995 管束無量綱剛度 KtKt=KtEP=0.043 無量綱壓力PaPa=Pd1.5rt=0.0309 系數(shù)tt=DtDG=0.8336 系數(shù)按Kt13Pa 12和查圖得: C=0.448系數(shù)按Kt13Pa 12和查圖得: Gve=3.70系數(shù) =naAi=0.323 系數(shù)CrCr=2Etst=150.5 換熱管回轉(zhuǎn)半徑j(luò)j=0.25d2+(d-2t)2=8 mm 換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力 時,取當(dāng)LcriCr時78.89MPa當(dāng)LcriCr時cr=st21-Lcri2Cr確定管板設(shè)計壓力PdPt，Ps異號Pd=Ps-Pt= 2.5MPaPt，Ps同號Pd=maxPs，Pt= 管板最小厚度計算計算厚度=CDtPa= 62.19 mm設(shè)計厚度68.19 mm管板厚度校核 合格 換熱管軸向應(yīng)力計算及校核 : Mpa (單位)計算工況計算公式計算結(jié)果許用值只有殼程設(shè)計壓力,管程設(shè) 計壓力Pt=0：Pc=Ps-62.08合格時只有管程設(shè)計壓力,殼程設(shè)計壓力Ps=0:Pc=-Pt1+t=1Pc-Ps-PtAtAlGve 44.10 合格時 殼程設(shè)計壓力,管程設(shè)計壓 力同時作用:-2.5合格換熱管與管板連接拉脫力計算及校核 拉脫力 qq=tadl=39.91 MPa 校核 合格注：帶號的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計者給定的。開孔補強計算計算單位接 管: a, 32510計 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補 強 法, 單 孔設(shè) 計 條 件簡 圖計算壓力 pc2.5MPa設(shè)計溫度200殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型20(GB8163)管材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)0.85殼體內(nèi)直徑 Di900mm殼體開孔處名義厚度n14mm殼體厚度負(fù)偏差 C10.0mm殼體腐蝕裕量 C22.0mm殼體材料許用應(yīng)力t170MPa 接管實際外伸長度56mm接管實際內(nèi)伸長度0mm接管材料10(GB8163)接管焊接接頭系數(shù)0.85名稱及類型管材接管腐蝕裕量2.0mm補強圈材料名稱接管厚度負(fù)偏差 C1t 0.0mm補強圈厚度負(fù)偏差 C1r 0.0mm接管材料許用應(yīng)力t101MPa補強圈許用應(yīng)力t170MPa開 孔 補 強 計 算殼體計算厚度 7.82mm接管計算厚度t 8mm補強圈強度削弱系數(shù) frr0.4接管材料強度削弱系數(shù) fr0.594開孔直徑 d300mm補強區(qū)有效寬度 B618 mm接管有效外伸長度 h156mm接管有效內(nèi)伸長度 h2 0.0mm開孔削弱所需的補強面積A 2467.18mm2殼體多余