蒸汽凝液冷凝器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、摘要換熱器是石油、化工、動(dòng)力食物和其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)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(yīng)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(shè)計(jì)是關(guān)于U型管換熱器的設(shè)計(jì)，用冷卻水冷卻低壓蒸汽。依照最新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核以及換熱器的制造、查驗(yàn)、安裝、維修等步驟，完成了該設(shè)計(jì)。其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)；強(qiáng)度校核包

2、括筒體、封頭、墊片、管箱短節(jié)、開孔補(bǔ)強(qiáng)、法蘭、管板的校核。關(guān)鍵詞：換熱器U型管設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和利用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重許諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的功效。盡我所知，除文中專門加以標(biāo)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(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W

7、歷而利用過的材料。對(duì)本研究提供過幫忙和做出過奉獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：0期：利用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于搜集、保留、利用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：依照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保留畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽效勞；學(xué)校能夠采納影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手腕保留論文；在不以獲利為目的前提下，學(xué)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(shè) 任務(wù)書 第一章殼程圓筒計(jì)算計(jì)算條件厚度及重量計(jì)算壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力及應(yīng)力計(jì)算第二章前端管箱筒體計(jì)算計(jì)

8、算條件厚度及重量計(jì)算壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力及應(yīng)力計(jì)算第三章前端管箱封頭計(jì)算計(jì)算條件厚度及重量計(jì)算壓力計(jì)算第四章后端管箱封頭計(jì)算計(jì)算條件厚度及重量計(jì)算壓力計(jì)算第五章筒體法蘭計(jì)算1"1_*.錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未

9、定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。螺栓受力計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。力矩計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。螺栓間距校核形狀常數(shù)確信錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。法蘭應(yīng)力校核錯(cuò)誤!未定義書簽。第六章前端管箱法蘭計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)條件螺栓受力計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。力矩計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。錯(cuò)誤!未定義書簽。螺栓間距校核形狀常數(shù)確信錯(cuò)誤!未定義書簽。法蘭應(yīng)力校核錯(cuò)誤!未定義書簽。第七章管板及換熱管計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。管板錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)條件錯(cuò)誤!未定義書簽。管板各個(gè)參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書簽。換熱管錯(cuò)誤!未定義書簽。計(jì)算條件錯(cuò)誤!未定義書簽。參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。管

10、板厚度或管板應(yīng)力計(jì)算（a型）錯(cuò)誤!未定義書簽。換熱管軸向應(yīng)力計(jì)算及校核錯(cuò)誤!未定義書簽。換熱管與管板連接拉脫力校核錯(cuò)誤!未定義書簽。第八章開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。接管0219.1x10錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)條件錯(cuò)誤!未定義書簽。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。接管B088.9x8錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)條件錯(cuò)誤!未定義書簽。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。接管E處68.3x11錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)條件錯(cuò)誤!未定義書簽。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽。設(shè)計(jì)小結(jié)錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)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(shè)備，在煉油、化工行業(yè)中是要緊的工藝設(shè)備

11、之一。因此，換熱器的研究倍受重視。從換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改良到傳熱機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究一直都在進(jìn)行。換熱器是節(jié)約能源的有效設(shè)備，在七十年代發(fā)生能源危機(jī)以來(lái)，更是倍收重視。最近幾年來(lái)?yè)Q熱器及其傳熱技術(shù)的現(xiàn)狀：目前世界上每一年發(fā)表的有關(guān)傳熱及換熱設(shè)備方向的文獻(xiàn)約在六千篇以上，研究的重點(diǎn)是傳熱機(jī)理、傳熱強(qiáng)化、兩相流模擬及測(cè)試技術(shù)、運(yùn)算機(jī)應(yīng)用和開發(fā)、和與能源利用和環(huán)境愛惜有關(guān)的新型高效換熱器。一種新的動(dòng)向：從數(shù)學(xué)模擬動(dòng)身，用數(shù)學(xué)方式推導(dǎo)出精準(zhǔn)的計(jì)算公式。運(yùn)算機(jī)的應(yīng)用：應(yīng)用運(yùn)算機(jī)不僅節(jié)省人力，提高效率，而且可進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)和操縱，使其達(dá)到最大技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，例如：美國(guó)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(shè)計(jì)及其改良方法，平均傳熱系數(shù)達(dá)到445K卡/平方米*小時(shí)*度。傳熱分析.應(yīng)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(shè)計(jì)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(jìn)展：隨著工藝的進(jìn)展和大型裝置的顯現(xiàn)，大型高壓換熱器的利用愈來(lái)愈多，煉油廠加氫換熱器確實(shí)是一個(gè)例子。今年來(lái)，高溫高壓換熱器的結(jié)構(gòu).材料和制造方面都有一些進(jìn)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(hù)取得一些改善。大力進(jìn)展的振動(dòng)的研究：換熱器大型化的一個(gè)復(fù)雜的問題確實(shí)是管制的震動(dòng)。大型換熱器在高速下極易產(chǎn)生振動(dòng)，使管子破裂，損壞設(shè)備的基礎(chǔ)和管路，同時(shí)產(chǎn)生噪音。關(guān)于振動(dòng)問題，

13、人們正在大力的進(jìn)行研究，現(xiàn)以能夠預(yù)測(cè)振動(dòng)的自振頻率，在設(shè)計(jì)中能夠確信適宜的流速范圍，以避免流體的激振。在設(shè)計(jì)上也采納一些防振方法克服管件的振動(dòng)，延長(zhǎng)利用壽命。進(jìn)展強(qiáng)化傳熱管：傳熱管是管殼式換熱器的要緊傳熱元件，國(guó)外對(duì)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(qiáng)化傳熱管的方式要緊有兩種：一是盡可能擴(kuò)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(jī)理的要求，有充分發(fā)揮其特點(diǎn)。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(yīng)用。在換熱器制造中，鈦具

14、有很高的抗侵蝕性能，高的強(qiáng)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(yīng)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(shè)計(jì)方式。熱管是六七十年代中期在宇航工業(yè)中進(jìn)展起來(lái)的新型傳熱元件，于七十年代進(jìn)入民用工業(yè)，由于具有高效率.壓力小.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.緊湊性好等優(yōu)勢(shì)，進(jìn)展叫我迅速。1979年美國(guó)卡特斯堡煉油廠的重整加熱爐上利用了熱量為80萬(wàn)/小時(shí)的熱管換熱器?？紤]加工、造

15、價(jià)、清洗三方面因素，因此選擇U形管換熱器作為我的設(shè)計(jì)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(wú)浮頭，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)比其它換熱器廉價(jià)，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(guān)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(zhǎng)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(bǔ)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(shè)備傳熱成效?？v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(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：蒸汽凝液冷凝器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)溫度：70操作壓力，質(zhì)量流率162641kg/h第一章殼程圓筒計(jì)算計(jì)算條件計(jì)算壓力P=設(shè)計(jì)溫度廿。C內(nèi)徑2=材料20R（熱軋）（板材）鋼板負(fù)誤差C二侵蝕裕量C2=焊接接頭系數(shù)。二厚度及重量計(jì)算由（GB150-1998表4-1）查得實(shí)驗(yàn)溫度許用應(yīng)力b二設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力b二實(shí)驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)q二計(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核實(shí)驗(yàn)壓力值 由（GB150-1998式3-3）知：P =1.25P-l = 1.25x2.0x = 2.7033Mpa/cr1123壓力實(shí)驗(yàn)許諾通過的應(yīng)力水平aT <0.90o-a =0.90x245=22Q50MPa實(shí)驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)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(yīng)力計(jì)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(shè)計(jì)溫度下計(jì)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(yàn)證合格-1-2-2.L1J /qA-ZtA-A-A- /-L X | ArZr-一早刖師官相同體計(jì)導(dǎo)計(jì)算條件計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑材料鋼板負(fù)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(jì)算查(GB150-1998表4-1)得:實(shí)驗(yàn)溫度許用應(yīng)力L crl= MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力實(shí)驗(yàn)溫度

20、下屈服點(diǎn)計(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核實(shí)驗(yàn)壓力值由（GB1501998式3-3）知:PT=L25尸里=1.25x2.0x=2.5000Mpa133壓力實(shí)驗(yàn)許諾通過的應(yīng)力水平aT<0.90cta=0.90x245=22Q50MPa實(shí)驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)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(yīng)力計(jì)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(shè)計(jì)溫度下計(jì)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(yàn)證合格第三章前端管箱封頭計(jì)算計(jì)算條件計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面高度材料鋼板負(fù)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(jì)算查(GB150-1998表4-1)得：實(shí)驗(yàn)溫度許用應(yīng)力b二設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力底 KPR 2司

22、9;0_0.5勺計(jì)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(jì)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(jì)算計(jì)算條件計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面高度材料鋼板負(fù)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(jì)算

23、查（GB150-1998表4-1）得：實(shí)驗(yàn)溫度許用應(yīng)力b=設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力b=二KPR2cr7-0.5P計(jì)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(jì)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(jì)算由壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)第674頁(yè)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(shè)計(jì) 手冊(cè)第696頁(yè)明白。能夠選取“長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭”或“乙型平焊法蘭”。又由壓 力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)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(shí)“長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭”的最大許諾工作壓力為。“乙型平 焊法蘭”的最大許諾工作壓力為。那個(gè)地址選取“長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭”。法蘭相關(guān)尺 寸可由壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)第688頁(yè)查得。設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)壓力P=2MPa計(jì)算壓力P. =2MPa設(shè)計(jì)溫度軸向外力載荷外力矩M= N mm殼體材料名稱許用應(yīng)力20R （熱軋）同=法蘭材料名稱20許用應(yīng)力a,.=MPa片MPa螺栓材料

25、名稱許用應(yīng)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(gè)軟墊片（非金屬墊片）由（GB150-1998第94頁(yè)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(jì)算預(yù)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(shí)際利用螺栓總截面積4,=n兀Ad；=811757V力矩計(jì)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(yù)緊情形下W=1336510.8NL(.=33.0m=位1=13365108x33.0=44105580Nmm計(jì)算力矩”。二"0與"。；/b/中大者/o=35284472)M7螺栓間距校核實(shí)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(yīng)力校核軸向應(yīng)力計(jì)算值b”=“吹D,=IIQ44Mp4許用值1.5b%=1560MPa或2.5b=307.5MPa合格徑向應(yīng)力計(jì)算值%=(1.33當(dāng)+

29、Di=54.30MP”許用值af=104.0MPa合格切向應(yīng)力計(jì)算值aT=MQY/Sf2D,ZOr=3770MPa許用值af=104.0MPa合格綜合應(yīng)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(jì)算設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)壓力P=2MPa計(jì)算壓力P.=2MPa設(shè)計(jì)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(yīng)力材料名稱許用應(yīng)力材料名稱許用應(yīng)力公稱直徑20同=MPa40MnB4=MPa螺栓根徑i = mm數(shù)量n=24個(gè)墊片材料類型軟墊片（非金屬墊片）由（GB150-1998第94頁(yè)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(jì)算預(yù)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(shí)際利用螺栓總截面積%=問政；=8"5N力矩計(jì)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(jī)%.=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(yù)緊情形下IV=1336510.8NL(.=33.

32、0m?=位1=13365108x33.0=44105580Nmm計(jì)算力矩Mo=Mp與b,中大者M(jìn)o=41773O80DM7螺栓間距校核實(shí)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(yīng)力校核軸向應(yīng)力計(jì)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(yīng)力計(jì)算值=(1.33當(dāng)e+l)M0/45jDi=64.28MP。許用值af=123.1MPa合格切向應(yīng)力計(jì)算值(yT=MqY/S(2D,_ZGr=44.64MPa許用值bj,=123.1MPa綜合應(yīng)力計(jì)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(jì)算管板7.1.1設(shè)計(jì)條件殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=管程設(shè)計(jì)壓力P,=殼程設(shè)計(jì)溫度7；=200管程設(shè)計(jì)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(chǎng)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(gè)參數(shù)由(GB151-1999第28-35頁(yè))知:材料名稱20R（熱軋）（板材）名義厚度5=65.00mm強(qiáng)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(zhǎng)度1=設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)溫度下管板材料許用應(yīng)力104.00MPa許用拉脫力設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)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(jì)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(shè)計(jì)手冊(cè)第571頁(yè)知：U型管根數(shù)n=109由壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)第569頁(yè)知：換熱管中心距S=設(shè)計(jì)溫度下?lián)Q熱管材料許用應(yīng)力b：=101.00MPa7.2.2

36、 參數(shù)計(jì)算管板布管區(qū)面積由（GB151-1999第28頁(yè)）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(yè)）知：管板布管區(qū)當(dāng)量直徑D,=14./乃二4x1229925/3.14=395.73mm由（GB151-1999第30頁(yè)）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(wú)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(yè)圖19）別離得:Q=0。2563C.=0o0958Cv/=0o00007.2.3管板厚度或管板應(yīng)力計(jì)算（a型）管板計(jì)算厚度由（GB151-1999第31頁(yè)）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(yīng)力計(jì)算及校核由（GB151T999

38、第32頁(yè)）知：分三種計(jì)算工況1.只有殼程設(shè)計(jì)壓力，管程設(shè)計(jì)壓力5二一（上一）加2/4<7=-5.31<打合格2只有管程設(shè)計(jì)壓力匕，殼程設(shè)計(jì)壓力以二0d=_g_£）而2/44=3.31<同合格3殼程設(shè)計(jì)壓力以，管程設(shè)計(jì)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(yè)）知：q二|<7/z/tz-/Z|=2.71<q合格重量：Kg第八章開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算接管0219.1x108.1.1設(shè)計(jì)條件計(jì)算壓力R=2MPa設(shè)計(jì)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(fù)誤差G=0.00mmC2 = 1.50mmo-y =123MPa88mm0mm1123MPa殼體侵蝕裕量殼體材料許用應(yīng)力接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負(fù)誤差接管材料許用應(yīng)力8.1.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度(查GB150-1998表7-2得)=1P,32cr-0.5P2x1x5002x123x0.85-0.5x2=4.829mm接管計(jì)算厚度由(GB150T998式8-2)知:2x201.62x123x0.85-2=1.632mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度減弱系數(shù)/n.=o接管材料強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的運(yùn)用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。接管有效厚度。,=5川-。=10-1.5=8.5mm有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：補(bǔ)強(qiáng)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(shí)際外伸長(zhǎng)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(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)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(bǔ)強(qiáng)面積由(GB150-1998第76頁(yè))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(yè))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(yè))知：&=2

42、%-浮沈+2久-(比=2x45.23x(8.5-1.632)x1+0=50&2mm2補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)知足要求，不需要另加補(bǔ)強(qiáng)。接管B088.9x88.2.1設(shè)計(jì)條件計(jì)算壓力P=2.0MPa設(shè)計(jì)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(fù)誤差CI=0.00mm殼體侵蝕裕量C=1.5mm殼體材料許用應(yīng)力<tz=123MPa接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度120mm接管實(shí)際

43、內(nèi)伸長(zhǎng)度0mm接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負(fù)誤差mm接管材料許用應(yīng)力123Mpa8.2.2開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)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(jì)算厚度由(GB150T998式8-2)知：Pcdi2.0x62o.=O.j9omm2可0-Q2x123x0.85-2.0補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度減弱系數(shù)A=o接管材料強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的運(yùn)用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。接管有效厚度/=%-。=8-1.5=6.5mm有效補(bǔ)強(qiáng)范圍：補(bǔ)強(qiáng)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(shí)際外伸長(zhǎng)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(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度)-封頭有效厚度C=10L5=8.5mm開孔減弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積由(GB150-1998第76頁(yè))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(yè))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(yè))知：4=2het-a)fr+2h2(sel-c2)fr=

46、2x24.96x(6.5-0.598)x1+0=244.8mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積4=64mm2A+A+A3=1000+2466+64=1311mm2,大于A,因此補(bǔ)強(qiáng)知足要求，不需要另加接管E16&3xll8.3.1 設(shè)計(jì)條件計(jì)算壓力=2MPa設(shè)計(jì)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(fù)誤差殼體侵蝕裕量殼體材料許用應(yīng)力接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度接管焊接接頭系數(shù)接管侵蝕裕量接管厚度負(fù)誤差接管材料許用應(yīng)力接管材料補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱補(bǔ)強(qiáng)圈外徑補(bǔ)強(qiáng)圈厚度補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)誤差補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力8.3.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算Di = 500mm= 10mmC = 0.00mmC2 = 1.5 mmo-y =133MPa89mm0mm1130Mpa20 (GB8163)管材16MnR (熱軋)640 mm22 mm0 mm殼體計(jì)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(jì)算厚度由