15噸每小時(shí)廢水降膜蒸發(fā)器

學(xué)號(hào)：常州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目15噸/小時(shí)廢水降膜蒸發(fā)器d）組合應(yīng)力：(3.36)(3.37)經(jīng)以上計(jì)算比較后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力校核均滿足設(shè)計(jì)要求，則官箱法蘭強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。3.4接管的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算3.4.1加熱蒸汽進(jìn)口、出料口接管補(bǔ)強(qiáng)接管的直徑為600mm，壁厚為10mm，計(jì)算壓力為0.1MPa，設(shè)計(jì)的溫度為100℃，加熱蒸汽進(jìn)口接管的材料為S31603，出料口接管材料為S22053。殼體開孔處的焊接接頭系數(shù)為0.85[10]。殼體的內(nèi)直徑為1600mm，殼體開孔處的名義厚度為14mm，殼體厚度負(fù)偏差C1為0.3，殼體腐蝕裕量C2=1mm。開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算[9]。強(qiáng)度削弱系數(shù)：(3.38)接管有效厚度：開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算：(3.39)（1）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效寬度B按下式計(jì)算：B取兩者中的最大值，故B=1225.2mm。（2）有效高度①外側(cè)有效高度按下式計(jì)算：（實(shí)際外伸高度）取兩者中的最小值，故=78.269mm。②內(nèi)側(cè)有效高度按下式計(jì)算：（實(shí)際內(nèi)伸高度）取兩者中的最小值，故=0。（3）有效補(bǔ)強(qiáng)面積殼體有效厚度：(3.40)多余的金屬面積：(3.41）接管厚度計(jì)算：(3.42)接管多余金屬面積：(3.43)接管區(qū)焊縫面積（焊腳取8mm）：(3.44)有效補(bǔ)強(qiáng)面積：(3.45)故需要另行補(bǔ)強(qiáng)。所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)根據(jù)接管公稱直徑DN600選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736[21]取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑。因，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為：考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為4mm，但為了便于制造時(shí)準(zhǔn)備材料，補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度取為封頭厚度，即。3.4.2冷凝水出口開孔補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)GB150-2011P75知該接管不需另行補(bǔ)強(qiáng)。3.4.3管箱開孔補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)GB150-2011P75知該接管不需另行補(bǔ)強(qiáng)。3.4.4排氣孔、排液孔開孔補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)GB150-2011P75知該接管不需另行補(bǔ)強(qiáng)。3.5管板的選型計(jì)算管板是蒸發(fā)器重要的零部件之一，用來(lái)排布換熱管，將管程和殼程的流體分隔開，避免冷熱流體的混合，并同時(shí)受管程殼程壓力溫度的作用。采用S22053作為管板材料。管板與殼體的連接形式有脹接、焊接和脹焊并用。因焊接制造加工要求簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗拉脫能力強(qiáng)，所以此處設(shè)計(jì)采用焊接[10]。根據(jù)GB151—1999選取e型管板，管板的尺寸參數(shù)如表3.12所示。表3.12管板的尺寸參數(shù)PsPtDNDC螺栓螺栓個(gè)數(shù)bfb0.60.6160017601715167616561653160018.527M24566474利用GB151-1999《鋼制管殼式換熱器》的計(jì)算公式進(jìn)行校核?；驹O(shè)計(jì)參數(shù)如下：殼程圓筒內(nèi)直徑DN=1600mm；筒體厚度=14mm；換熱管外徑d=45mm；根數(shù)n=593；管長(zhǎng)；受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度。各元件材料及其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：殼程圓筒材料：S31603；根據(jù)GB150-2011表4-1，得：設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力；圓筒彈性模量；圓筒線膨脹系數(shù)；換熱管正三角形排列，管間距S=57mm；換熱管與管板的連接型式為焊接；管箱圓筒厚度；管板剛度削弱系數(shù)；管板強(qiáng)度削弱系數(shù)。換熱管材料：S22053；彈性模量；換熱管設(shè)計(jì)溫度線膨脹系數(shù)；設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)。管板材料：S22053設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力；圓筒彈性模量；圓筒線膨脹系數(shù)。（1）換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力：(3.46)換熱管的回轉(zhuǎn)回徑：(3.47)(3.48)換熱管材料許用應(yīng)力：(3.49)（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算①面積殼程圓筒的內(nèi)徑面積A：(3.50)殼程圓筒的金屬橫截面積：(3.51)橫截面積：：(3.52)管板布管區(qū)當(dāng)量直徑正三角形形排列的板布管區(qū)面積：(3.53)③系數(shù)計(jì)算殼體不帶膨脹節(jié)時(shí)，換熱管束與筒體剛度比：(3.54)（3）換熱管與殼體圓筒的熱膨脹應(yīng)變形差假定換熱器制造環(huán)境溫度溫度為20(3.55)(3.56)（4）旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)：；；查GB151圖25得；查GB151圖26得；；同理；。殼體法蘭與圓筒旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)：(3.57)管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)：(3.58)（5）管子的加強(qiáng)系數(shù)假定管板名義厚度殼程側(cè)腐蝕裕度1.0mm；管程側(cè)腐蝕裕度1.0mm管板有效厚度：換熱管的有效長(zhǎng)度：管子加強(qiáng)系數(shù)(3.59)管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度:(3.60)（6）旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)管束模數(shù)：(3.61)旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)：(3.62)確定系數(shù)由K=10.49；查圖27得由K=10.49；查圖29得由K=10.49；查圖28得(3.63)（7）組合工況的應(yīng)力計(jì)算第一組危險(xiǎn)工況下的應(yīng)力計(jì)算，只有殼程設(shè)計(jì)壓力，且不計(jì)膨脹變形差。殼程設(shè)計(jì)壓力：管程壓力：。：(3.64)：(3.65)管子邊緣力矩系數(shù)：(3.66)：(3.67)管板總彎矩系數(shù)：(3.68)系數(shù)：系數(shù)：：：(3.69)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)：(3.70)管板布管區(qū)周邊剪力切應(yīng)力系數(shù)：(3.71)：(3.72)管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力：(3.73)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力：(3.74)：(3.75)殼程筒體的軸向應(yīng)力：(3.76)換熱管與管板連接拉脫力：(3.77)第二組危險(xiǎn)工況下的應(yīng)力計(jì)算，即只有殼程設(shè)計(jì)壓力，且計(jì)入膨脹變形差。殼程的設(shè)計(jì)壓力：。：(3.78)基本法蘭力矩系數(shù)：(3.79)：(3.80)管板邊緣剪切系數(shù)：(3.81)：(3.82)系數(shù)：(3.83)：(3.84)系數(shù)：(3.85)管板徑向應(yīng)力系數(shù)：(3.86)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)：(3.87)管板布管區(qū)周邊剪力切應(yīng)力系數(shù)：(3.88)：(3.89)管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力：(3.90)管板布管區(qū)的周邊剪切應(yīng)力：(3.91)：(3.92)殼程圓筒軸向應(yīng)力：(3.93)換熱管與管板連接的拉脫力：(3.94)第三組危險(xiǎn)工況下應(yīng)力計(jì)算，即只有殼程設(shè)計(jì)壓力，不計(jì)入膨脹變形差。殼程壓力：管程設(shè)計(jì)壓力：。：(3.95)：(3.96)基本法蘭力矩系數(shù)：(3.97)管邊緣力矩系數(shù)：(3.98)管板邊緣剪切系數(shù)：(3.99)：(3.100)系數(shù)：(3.101)系數(shù)：(3.102)系數(shù)：(3.103)：(3.104)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)：(3.105)：(3.106)管板徑向應(yīng)力：(3.107)管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力：管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力：(3.108)換熱管軸向應(yīng)力：(3.109)(3.110)殼程圓筒軸向應(yīng)力：(3.111)換熱管與管板連接的拉脫力：(3.112)綜上所述，管板的設(shè)計(jì)滿足要求。3.6折流板的型式與布置折流板是由傳熱工藝設(shè)計(jì)來(lái)確定，設(shè)置折流板的目的是為了增加流體的湍動(dòng)程度，，提高殼程的對(duì)流給熱系數(shù)，從而達(dá)到提高強(qiáng)化傳熱的目的。3.6.1折流板型式折流板的主要型式有弓形折流板、圓盤-圓環(huán)形折流板及矩形折流板。最常用的折流板是弓形折流板和圓盤-圓環(huán)形折流板。此次設(shè)計(jì)選用弓形折流板。弓形折流板又分為單弓形、雙弓形和三弓形，大部分換熱器都采用單弓形折流板。其流體流動(dòng)方式及結(jié)構(gòu)型式如圖3.7所示。圖3.7弓形折流板介質(zhì)流動(dòng)方式及結(jié)構(gòu)形式圖（1）弓形折流板的缺口高度通過(guò)缺口時(shí)和橫過(guò)管束時(shí)的流速接近。缺口的大小用切去的弓形高度占到圓筒直徑的百分比來(lái)確定，弦高也可0.20~0.45倍的圓筒內(nèi)直徑。圖3.8所示切在管排中心線以下，或切與兩排管孔的小橋之間[9]。圖3.8弓形折流板缺口排布折流板最小厚度表3.12折流板的最小厚度公稱直徑DN/mm換熱管無(wú)支撐跨距≤300>300~600>600~900>900~1200>1200~1500>1500折流板或支持板最小厚度>1500~≤2000-1012162020（3）折流板管孔鋼換熱管有兩級(jí)管束本次設(shè)計(jì)換熱管材料采用的是雙相不銹鋼，所以采用Ⅰ級(jí)管束Ⅰ級(jí)管束（適用于碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼換熱器）折流板或支持板管孔直徑及允許偏差應(yīng)符合表3.13。表3.13折流板管孔直徑及允許偏差換熱管外徑或無(wú)支撐跨距/mm管孔直徑/mm允許偏差/mm+0.30折流板外直徑及允許偏差折流板外直徑及允許偏差如表3.14所示。本設(shè)計(jì)采用單弓形折流板，選用S31603材料。折流板間距為600mm[8]，由折流板缺口為25%可知，折流板缺口高度為475mm。查GB151-1999表42可知，當(dāng)換熱管外徑為45mm的鋼管時(shí)，換熱管最大無(wú)支撐跨距。由公稱直徑，，查上表可知，折流板最小厚度為12mm，取折流板厚度為12mm。流板的名義外直徑，允許偏差為。查表3.13可知，折流板管孔為，允許偏差為。表3.14折流板外直徑及允許偏差公稱直徑DN/mm<400400~<500500~<900900~<13001300~<17001700~<20002000~<2300折流板名義直徑/mmDN-2.5DN-3.5DN-4.5DN-6DN-8DN-10DN-12折流板外直徑允許偏差/mm0-0.50-0.80-1.20-折流板的布置參照《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》[23]P183得，靠近管板的折流板與管板的最小間距為：(3.113)L1為殼程接管位置的最小尺寸，b為管板的名義厚度，B2為防沖擋板長(zhǎng)度，如果無(wú)防沖擋板，B2為接管內(nèi)徑。（3.114）DH為補(bǔ)強(qiáng)圈外圓直徑，b為管板名義厚度，C≥4S（S殼體厚度），取60mm。(3.115)設(shè)置折流板時(shí)，，管束兩端的折流板盡可能靠近殼程進(jìn)、。折流板數(shù)量計(jì)算如下：(3.116)式中：為了保證第一塊折流板與管板之間的距離足夠，取。第一塊折流板與管板間距離：(3.117),所以取8塊折流板滿足要求。3.7拉桿的選型計(jì)算3.7.1確定拉桿的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)GB151-1999《管殼式換熱器》可知，折流板的固定形式主要有以下兩種形式：(1)拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于管子外徑大于或等于的管束；(2)拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，換熱管外徑小于或等于的管束。本次設(shè)計(jì)的換熱器換熱管的外徑為，拉桿定距管結(jié)構(gòu)固定。3.7.2拉桿直徑和數(shù)量拉桿的直徑和數(shù)量可以按表3.15和表3.16來(lái)選用表3.15拉桿直徑換熱管外徑dmm10≤d≤1414≤d≤2525≤d≤57拉桿直徑dnmm101216表3.16拉桿數(shù)量拉桿直徑dn，mm公稱直徑mmDN，≥400~＜700≥700~＜900≥900~＜1300≥1300~＜1500≥1500~＜1800≥1800~＜200010610121618241248101214181646681012在確保大于或等于表中所給定的拉桿總截面積的前提下，拉桿的直徑和數(shù)量可以變動(dòng)，但直徑不得小于10mm，。拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對(duì)于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支撐點(diǎn)[9]。根據(jù)兩個(gè)表中的分布選取12根拉桿分布于管板中，拉桿的直徑選取為16mm。3.7.3拉桿的尺寸根據(jù)GB151-1999《管殼式換熱器》表45可知，拉桿具體參數(shù)如表3.17所示。表3.17拉桿參數(shù)拉桿直徑d/mm拉桿螺紋公稱直徑dn/mmLa/mmLb/mmb/mm161620≥602.0拉桿的連接尺寸如圖3.9所示。圖3.9拉桿尺寸3.8定距管定距管的尺寸，一般取與換熱器的換熱管規(guī)格相同。定距管為了制造及采購(gòu)的方便，選取與換熱管同一尺寸的Ф45×3的S31603材料的定距管，定距管的長(zhǎng)度有50mm、100mm、420mm和626mm四種。定距管的長(zhǎng)度，按實(shí)際需要確定[9]。3.9換熱管孔及拉桿孔布置3.9.1換熱管管孔尺寸換熱管管外徑d=45mm時(shí)，管孔直徑為45.40mm，允許偏差滿足上偏差＋0.3，下偏差0。3.9.2布管限定圓Di為圓筒內(nèi)直徑，b3為管束最外層換熱管外表面至筒體內(nèi)壁的最短距離，DL為布管限定圓直徑。則DL=Di-2b3(3.118)其中b3=0.25d且一般不小于8mm，因0.25d=0.2545=11.25mm，取圓筒公稱直徑為1600mm，得：DL=1600-2×12=1576mm，在布管限定圓的范圍內(nèi)，根據(jù)正三角形方式布置換熱管管孔，根據(jù)拉桿位置確定拉桿孔。3.10管子與管板的連接換熱管與管板的連接必須考慮強(qiáng)度和密封性兩方面的要求。選用強(qiáng)度焊的連接方法。結(jié)構(gòu)形式如下圖3.10所示，通過(guò)查GB151中的表33得到尺寸數(shù)據(jù)如下，換熱管最小伸出長(zhǎng)度：；，最小坡口深度。圖3.10管子與管板的焊接尺寸示意圖3.11接管的尺寸及位置3.11.1接管尺寸接管尺寸[22]參數(shù)如表3.18所示。表3.18接管尺寸公稱直徑DN(mm)外徑（mm）壁厚（mm)質(zhì)量（kg)伸出長(zhǎng)度（mm)505756.04150657658.7515060063010242.282003.11.2管箱接管位置的最小尺寸官箱接管位置的最小尺寸[23]按式（3.84）計(jì)算：(3.119)圖3.11管程接管位置3.11.3殼程接管位置的最小尺寸殼程接管位置的最小尺寸按式（3.85）計(jì)算：(3.120)圖3.12殼程接管位置3.12膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)，管束與筒體間存在一定的溫差，、管束與殼體之間是剛性地連接在一起的，，由于過(guò)大的溫差應(yīng)力往往會(huì)引起殼體的破壞或造成管束的彎曲，，可以選用浮頭、U形及填料函式換熱器。但這些換熱器的造價(jià)比較高，如果管間不需清洗時(shí)，亦可采用固定管板式換熱器，，如波形膨脹節(jié)。換熱器的波形膨脹節(jié)應(yīng)按GB16749-1997[24]進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。對(duì)固定管板式換熱器，首先計(jì)算圓筒與管子產(chǎn)生的應(yīng)力和，考察其值是否查過(guò)了許用值。(3.121)(3.122)式中：——圓筒壁上產(chǎn)生的應(yīng)力，MPa；——管壁上產(chǎn)生的應(yīng)力，MPa；——圓筒壁的截面積，mm2。(3.123)——管壁的總截面積，mm2；(3.124)——圓筒和管子的膨脹變形差，mm；(3.125)式中：、——分別為圓筒與管材在溫度為、時(shí)的線膨脹系數(shù)，；、——分別為殼壁與管壁下的溫度，℃；、——分別為圓筒和管子材料的彈性模量，MPa；L——常溫下管子（圓筒）的長(zhǎng)度，mm。；F1——由于圓筒與管子之間的膨脹變形差所產(chǎn)生的力，N(3.126)F2——由于殼程與管程的壓力作用于圓筒上的力，N；PQ、PG——分別為殼程與管程的設(shè)計(jì)壓力，MPa；D內(nèi)——，mm；d內(nèi)，d外——，mm；n——管子數(shù)目；F3——由于殼程與管程壓力作用于管子上的力，N。除了考慮溫差變形引起的軸向力外，還要考慮內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向載荷。殼體和管束所受的壓力不同，會(huì)引起殼體和管束軸向變形的不協(xié)調(diào)。管間流體壓力作用在管板上的力：，N(3.127)（2）管內(nèi)流體壓力作用在管板上的力：，N(3.128)（3）管內(nèi)流體壓力作用在頂蓋上的力：，N(3.129)內(nèi)壓產(chǎn)生的總軸向載荷：(3.130)根據(jù)殼體和管子縱向變形協(xié)調(diào)，則有：(3.131)(3.132)考慮是否需要設(shè)置膨脹節(jié)，需考慮以下三個(gè)方面：軸向載荷在殼體中引起的應(yīng)力是否超過(guò)許用值；軸向載荷在管子中產(chǎn)生的應(yīng)力是否超過(guò)許用值；管子與管板的連接強(qiáng)度是否足夠。壓力作用下，應(yīng)力為：(3.133)(3.134)溫差作用下，當(dāng)TQ>TG時(shí)，殼體受壓，管子受拉，為負(fù)，為正。(3.135)(3.136)合成以后：當(dāng)殼體膨脹量大于管子膨脹量時(shí)，殼體受壓。(3.137)當(dāng)殼體膨脹量小于管子膨脹量時(shí)，管子受壓。(3.138)應(yīng)力評(píng)定：常規(guī)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)：當(dāng)滿足，時(shí)無(wú)需設(shè)置膨脹節(jié)。很明顯，條件滿足。校核管子拉脫力計(jì)算方法：根據(jù)管子和殼體膨脹量不同，以管子由壓力產(chǎn)生的應(yīng)力和由溫差產(chǎn)生的應(yīng)力之和乘上管子的截面積，作為管子的拉脫力。校核方法：以管子外壁脹管面積來(lái)校核。單位面積的拉脫力(3.139)式中：q——管子與管板的連接拉脫力，MPa；W——管子承受的總拉脫力，MPa；HW——焊縫計(jì)算厚度；[q]——管子與管板連接許用拉脫應(yīng)力，MPa，由GB16749，取[q]=65MPa；所以，綜上，本次蒸發(fā)器設(shè)計(jì)可以不用設(shè)計(jì)膨脹節(jié)。3.13支座的選型及計(jì)算查JB/T4712.3-2007，《耳式支座》[25]，選重型B4號(hào)，B型耳式支座如圖3.13，查表得耳式支座尺寸如表3.19所示。圖3.13B型（1-5）耳式支座表3.19耳式支座尺寸公稱直徑允許載荷鞍座高度底板筋板（KN）1600602502001401470290140表3.19耳式支座尺寸（續(xù)表）筋板墊板蓋板地腳螺栓支座質(zhì)量增加100mmd規(guī)格Kg高度增加的質(zhì)量102508315407030M2415.773.13.1質(zhì)量計(jì)算圓筒長(zhǎng)度：。圓筒體積：上封頭體積：V2=0.7m3。下封頭體積：V3==0.858m3上管箱體積：V4=0.95×π×（1.6/2）2=1.91m3下管箱體積：V5=1.86×π×（1.6/2）2=3.74m3總體積：。圓筒質(zhì)量：(3.140)封頭質(zhì)量：。管板質(zhì)量：(3.141)換熱管質(zhì)量：(3.142)折流板質(zhì)量：(3.143)(3.144)接管、法蘭等質(zhì)量取全部質(zhì)量的20%：水壓試驗(yàn)質(zhì)量：總質(zhì)量：3.13.2耳式支座的校核參照J(rèn)B/T4712-2007進(jìn)行校核。（1）計(jì)算支座承受的實(shí)際載荷(3.145)式中：Q——支座實(shí)際承受的載荷，KN；D——支座安裝尺寸，mm；G——重力加速度，取；——偏心載荷，N；H——水平力作用點(diǎn)至底板高度，mm；K——不均勻系數(shù)，安裝3個(gè)支座時(shí)，取k=1，安裝3個(gè)支座以上的支座時(shí)，取k=0.83；——設(shè)備總質(zhì)量，kg；N——支座數(shù)量；——偏心距，mm；P——水平力，取和的大值，N。當(dāng)容器高徑比不大于5，且總高度不大于10時(shí)，和可按下式計(jì)算——水平地震力，N；——地震影響系數(shù)，對(duì)7，8，9度設(shè)防烈度分別取0.08，0.16，0.32。水平風(fēng)載荷：(3.146)——容器外徑，mm；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)。對(duì)于B類地面粗糙度風(fēng)壓高度變化系數(shù)如表3.20所示。表3.20風(fēng)壓高度變化系數(shù)設(shè)備質(zhì)心所在高度，m1520風(fēng)壓高度變化系數(shù)1.01.141.25——容器總高度，mm；——10m高度處的基本風(fēng)壓值，。地震載荷：風(fēng)載荷： 安裝尺寸：實(shí)際載荷：Q>[Q]=60KN，所以選用4個(gè)B4不滿足支座本體允許載荷的要求。改選用4個(gè)B7的耳式支座，重新從JB4712-2007查表4，重復(fù)上述步驟得Q=160.07KN<[Q]=200KN，滿足支座本體允許載荷的要求。（2）計(jì)算支座處圓筒所受的支座彎矩；筒體有效厚度：根據(jù)和p查JB4712-2007查表B.1內(nèi)插法的[]=59.8KN.m。故選用4個(gè)B7支座能滿足要求。耳式支座計(jì)算校核如表3.21所示。表3.21耳式支座計(jì)算校核耳式支座計(jì)算支座的筋板和底板材料：Q235-B設(shè)備內(nèi)徑Di(mm)1600設(shè)備名義厚度δn(mm)14保溫層厚度(mm)0總高度Ho(mm)7000設(shè)備總重(Kg)42256.875地震設(shè)防烈度0.08風(fēng)壓高度變化系數(shù)1偏心載荷Ge(N)10000偏心距Se(mm)2000地震載荷：（N）33163.2風(fēng)載荷：（N）7521.36水平力作用點(diǎn)至底板高度h(mm)1500安裝尺寸：（mm）2078.03支座實(shí)際承受的載荷（kN）160.7支座處圓筒體所受的支座彎矩（kN·m）48.02支座處殼體的許用彎距（kN·m）59.8支座本體允許載荷[Q]200因?yàn)镼<[Q],<，所以這個(gè)支座能滿足要求。3.13.3吊耳的選型根據(jù)HG21574-2008[26]選用TP4型吊耳，吊耳尺寸參數(shù)如表3.22所示。表3.22吊耳尺寸表DNSDLRP16002010014010040020012184253.14加熱室參數(shù)匯總加熱室參數(shù)匯總?cè)绫?.23所示。表3.23參數(shù)匯總(mm)名稱材料參數(shù)換熱管S22053單根長(zhǎng)度數(shù)量壁厚直徑6000593345殼體S31603長(zhǎng)度數(shù)量壁厚公稱直徑58301141600橢圓封頭S22053公稱直徑曲面高度直邊高度厚度16004754014拉桿S31603長(zhǎng)度數(shù)量直徑45294165129816接管S31603長(zhǎng)度公稱直徑壁厚2006001015050515025557680010S2205315065515065520060010150655150255表3.23參數(shù)匯總(mm)（續(xù)）名稱材料參數(shù)單弓形折流板S31603缺口高度厚度名義外直徑布置間距475121590600管板S22053直徑數(shù)量厚度20602743.15分離室的設(shè)計(jì)由前面的工藝計(jì)算已經(jīng)確定分離室的高度為2.5m，分離室的直徑為1.9m。3.15.1除沫器的設(shè)計(jì)根據(jù)HG/T21618-1998[24]對(duì)除沫器進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3.147)(3.148)(3.149)取公稱直徑為600mm式中：Q——?dú)怏w處理量；——操作氣速；——絲網(wǎng)除沫器液泛氣速；——處理氣體所需的流通直徑。查HG/T21618-1998表5.0.1-2得絲網(wǎng)除沫器的參數(shù)如表3.24所示：表3.24絲網(wǎng)除沫器的主要外形尺寸公稱直徑DNHH1D6001502606803.15.2分離室內(nèi)二次蒸汽出口接管尺寸蒸汽體積流量：(3.150)加熱蒸汽進(jìn)口、二次蒸汽出口直徑：(3.151)選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸900mm3.15.3分離室二次蒸汽出口接管法蘭參照HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》（PN系列）[16]可以選擇使用整體鋼制管法蘭，法蘭尺寸參數(shù)如表3.25所示。表3.25二次蒸汽出口接管法蘭參數(shù)DN法蘭外徑螺栓孔中心圓直徑螺栓孔直徑螺栓孔數(shù)量螺栓法蘭厚度NR900107510203024M27488501218253.15.4分離室視鏡的選型設(shè)計(jì)參照NB/T47017-2011[28]表1選擇視鏡的公稱直徑為50，參照表4確定視鏡的參數(shù)如表3.26所示。表3.26視鏡尺寸表公稱直徑公稱壓力視鏡視鏡片密封墊螺柱質(zhì)量DKGS數(shù)量n螺紋501.01751158580162520651050674M分離室耳式支座的選型選擇B4型耳式支座，計(jì)算校核按3.13節(jié)所示計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示該耳式支座滿足要求。3.16焊后熱處理及使用條件等按規(guī)范決定，一般在下列情況下須進(jìn)行焊后熱處理：（1），否則在加工過(guò)程中，，造成尺寸不穩(wěn)定，影響加工精度。（2）低合金鋼、鉻鉬鋼，要求及時(shí)進(jìn)行回火處理，以消除焊接應(yīng)力，，改善接頭的機(jī)械性能[27]。4蒸發(fā)器的制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收4.1蒸發(fā)器類別的判定本次設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器屬于設(shè)計(jì)壓力為-0.1Ma，不能按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[26]判斷容器類別，此蒸發(fā)器屬于常規(guī)容器。4.2設(shè)備制造要求4.2.1封頭封頭各種不相交的拼焊焊縫中心線間距至少，且不小于。拼接焊制時(shí)，焊縫方向只允許是徑向和環(huán)向的。先拼版后成形的封頭拼接焊縫，。用弦長(zhǎng)等于封頭內(nèi)徑的內(nèi)樣板檢查橢圓形、碟形、球形封頭內(nèi)表面的形狀偏差，其最大間隙不得大于封頭內(nèi)徑的1.25％。。對(duì)于先成形后拼制成的封頭，允許樣板避開焊縫進(jìn)行測(cè)量。封頭直邊部分的縱向皺折深度不應(yīng)大于。4.2.2圓筒體或殼體殼體和封頭的外觀和幾何尺寸檢查的主要項(xiàng)目如下，檢查方法及其合格指標(biāo)按照設(shè)計(jì)圖樣和規(guī)程中引用的標(biāo)準(zhǔn)要求：（1）；（2）棱角度與對(duì)口錯(cuò)邊量；（3）多層包扎壓力容器、整體包扎壓力容器的松動(dòng)面積和熱套壓力容器熱套面的間隙；（4）凸形封頭的內(nèi)表面形狀公差及碟形、帶折邊錐形封頭的過(guò)渡段轉(zhuǎn)角半徑；（5）。組裝時(shí)，殼體上焊接接頭的布置應(yīng)滿足以下要求：1）相鄰?fù)补?jié)A類接頭間外圓弧長(zhǎng)，，且不小于100mm；2）封頭A類拼接接頭、封頭上嵌入式、與封頭相鄰?fù)补?jié)的A類接頭相互間的外圓弧長(zhǎng)，，且不小于100mm；3）組裝筒體中，小于300mm；4）不宜采用十字焊縫。切割好的鋼板、操作壓力高低選定破口形式進(jìn)行邊緣加工。，內(nèi)直徑允許偏差可通過(guò)外圓周長(zhǎng)加以控制，其外周長(zhǎng)允許上偏差10mm；下偏差為0。b應(yīng)符合GB150-2011《壓力容器》表10-1的規(guī)定。鍛焊容器B類焊接接頭對(duì)口錯(cuò)邊量b應(yīng)不大于對(duì)口處鋼材厚度的，且不大于。圓筒同一斷面上，最大直徑與最小直徑之差為，且：當(dāng)時(shí)，其值不大于；時(shí)，其值不大于。除圖樣另有規(guī)定外，殼體的直線度允差應(yīng)不大于殼體長(zhǎng)度的1‰。，應(yīng)通過(guò)中心線的水平和垂直面，即沿圓周、、、四個(gè)部位測(cè)量。殼體內(nèi)壁凡有礙管束順利裝入或抽出的焊縫均應(yīng)磨制與母材表面齊平。4.2.3管板，拼接管板的進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果不低于Ⅲ級(jí)，Ⅰ級(jí)為合格。按GB151-1999《管殼式換熱器》規(guī)定。不小于管板中心角區(qū)域內(nèi)的管孔，在這一區(qū)域內(nèi)允許有4％的管孔上偏差比表16~21中的數(shù)值大。當(dāng)換熱管與管板焊接連接時(shí)，管孔表面粗糙度Ra值不大于；當(dāng)換熱管與管板脹接連接時(shí)，管孔表面粗糙度Ra值不大于。，管孔表面不應(yīng)有影響脹接緊密型的缺陷；隔板槽密封面應(yīng)與環(huán)形密封面平齊，。強(qiáng)度焊形式連接，應(yīng)清理干凈，不應(yīng)留有影響脹接或焊接連接質(zhì)量的毛刺、鐵屑、銹斑、油污等；脹接連接時(shí)，其脹接長(zhǎng)度，，換熱管的脹接部分與非脹接部分應(yīng)圓滑過(guò)渡，不應(yīng)有急劇的棱角；，焊渣及凸出于換熱管內(nèi)壁的焊瘤均應(yīng)清除。焊縫缺陷的返修，應(yīng)清楚缺陷后補(bǔ)焊；，施焊前應(yīng)GB151-1999《管殼式換熱器》附錄B作焊接工藝評(píng)定。4.2.4蒸發(fā)器組裝蒸發(fā)器的零部件在組裝前應(yīng)認(rèn)真檢查和清掃，，焊接飛濺物，浮銹及其它雜物等。，應(yīng)防止管束變形和損傷換熱管。螺栓的緊固至少應(yīng)分三遍進(jìn)行，每遍的起點(diǎn)應(yīng)相互錯(cuò)開120度。先將管板，支撐板，折流板等安裝固定好，再將管束與殼體安裝，裝上封頭即可。不允許強(qiáng)力組裝，不允許十字焊接。機(jī)械加工表面和非機(jī)械加工表面的線性尺寸的極限偏差，分別按GB/T804中的m級(jí)和c級(jí)的規(guī)定；容器受壓元件的組裝中不得強(qiáng)力進(jìn)行對(duì)中，找平等；應(yīng)對(duì)容器的主要幾何尺寸、管口方位進(jìn)行檢查，并應(yīng)符合圖樣的要求。4.3無(wú)損檢測(cè)；需對(duì)投入運(yùn)行的壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)。壓力容器的定期檢驗(yàn)工作包括全面檢驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)。由于蒸發(fā)器在運(yùn)行過(guò)程中殼體和換熱器受介質(zhì)、載荷、溫度和環(huán)境等因素的影響，容易產(chǎn)生腐蝕、沖蝕、磨損、應(yīng)力腐蝕開裂、疲勞開裂、材質(zhì)劣化等缺陷，因此對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行必要的宏觀檢查外，還應(yīng)對(duì)其受壓元件的對(duì)接焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)方法主要包括磁粉、滲透、超聲和射線檢測(cè)，對(duì)換熱管主要采用渦流檢測(cè)，。由于換熱器的檢測(cè)在其安裝使用的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，因此采用的無(wú)損檢測(cè)儀器均為適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的便攜式儀器[22]。本次設(shè)計(jì)設(shè)備采用檢測(cè)方法如下：殼程為局部全焊透無(wú)損檢測(cè)；管程為局部無(wú)損檢測(cè)。容器的焊接接頭，、外觀目測(cè)視查合格后，；拼接封頭應(yīng)當(dāng)在成形后進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)有延遲裂紋傾向的材料，應(yīng)當(dāng)在熱處理后增加一次無(wú)損檢測(cè)；抗拉強(qiáng)度下限值Rm≥540MPa的低合金鋼制壓力容器，在耐壓試驗(yàn)后，還應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接接頭進(jìn)行表面無(wú)損檢測(cè)。4.4設(shè)備用銘牌應(yīng)注明的內(nèi)容銘牌的材料應(yīng)具有耐蝕性，一般為黃銅、鋁或協(xié)議規(guī)定的其他材料，規(guī)格按GB/T13306選用，，有協(xié)議規(guī)定時(shí)應(yīng)按協(xié)議規(guī)定制作。5蒸發(fā)器的安裝、試車與維護(hù)5.1安裝5.1.1場(chǎng)地和基礎(chǔ)根據(jù)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，在蒸發(fā)器的周圍留有一定的空間來(lái)滿足裝卸、修復(fù)的需求。5.1.2安裝前的準(zhǔn)備安裝前應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。當(dāng)有要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)。5.2試車（1）試車前應(yīng)查閱圖紙有無(wú)特殊要求和說(shuō)明，，如管板是否按壓差設(shè)計(jì)，對(duì)試壓、試車程序有無(wú)特殊要求等；（2），并在入口接管處設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)；（3）系統(tǒng)中如無(wú)旁路，試車前應(yīng)增設(shè)臨時(shí)旁路。6結(jié)束語(yǔ)在大學(xué)生涯前期的知識(shí)積累后于這學(xué)期進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)。隨著一開始設(shè)計(jì)的開展與研究，也遇到了一些自己不能立刻解決的問(wèn)題，但在通過(guò)組員的共同探討以及在張老師的幫助下順利解決。此次設(shè)計(jì)是將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行感性與理性的結(jié)合，鍛煉了學(xué)習(xí)新的知識(shí)的能力。在起初對(duì)MVR的不熟悉到對(duì)其整個(gè)流程，原理，各個(gè)零件，如何運(yùn)作，構(gòu)造等慢慢了解，從而能夠設(shè)計(jì)出安全可靠的降膜蒸發(fā)器。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)MVR的認(rèn)識(shí)愈發(fā)清晰，從書本上的知識(shí)慢慢活用于實(shí)際，和現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)相結(jié)合?？傊ㄟ^(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在各個(gè)方面都有了提高，學(xué)到了不同的東西：（1）在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)查閱資料提升了查閱和檢索資料的能力；（2)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了一次綜合應(yīng)用和系統(tǒng)復(fù)習(xí)；進(jìn)一步應(yīng)用專業(yè)知識(shí)。（3）通過(guò)畫裝配圖增強(qiáng)了CAD制圖的能力；（4）在自己查找資料的過(guò)程中鍛煉了自己獨(dú)立思考的能力；（5）擴(kuò)展自己發(fā)散思維，將理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，對(duì)將來(lái)的工作提供一定基礎(chǔ)；經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，意識(shí)到大學(xué)的書本知識(shí)對(duì)于以后的工作還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。面對(duì)一些實(shí)際問(wèn)題就有些不知道如何讓正確對(duì)待，還存在較多自己不能單獨(dú)解決的問(wèn)題。所以還是要認(rèn)真學(xué)習(xí)，虛心請(qǐng)教。參考文獻(xiàn)[1]朱玉峰，董金華．豎管降膜蒸發(fā)器的性能研究[J]．輕工機(jī)械，2005，（2）：12-14.[2]WuHong，LiYulong，ChenJiang．AnalysisofanEvaporator-condenser-separatedMechanicalVaporCompressionSystem[J]．JournalofThermalScience，2013，(02)：6-10[3]張琳，高麗麗，崔磊，趙慶良．MVR蒸發(fā)器管內(nèi)沸騰傳熱傳質(zhì)數(shù)值模擬[J]．化工進(jìn)展，2013，32（3）：543-547[4]史美中.熱交換器原理與設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1992