固定管板換熱器畢業(yè)設(shè)計

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文檔簡介

1、　　前言　　換熱器是化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右，占總投資的30%-45%。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，利用換熱器進行高溫和低溫熱能回收帶來了顯著的經(jīng)濟效益。　　在化工生產(chǎn)中，為了工藝流程的需要，往往進行

2、著各種不同的換熱過程：如加熱、冷卻、蒸發(fā)和冷凝。換熱器就是用來進行這些熱傳遞過程的設(shè)備，通過這種設(shè)備，以便使熱量從溫度較高的流體傳遞到溫度較低的流體，以滿足工藝上的需要。它是化工煉油，動力，原子能和其他許多工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的一種通用工藝設(shè)備，對于迅速發(fā)展的化工煉油等工業(yè)生產(chǎn)來說，換熱器尤為重要。換熱器在化工生產(chǎn)中，有時作為一個單獨的化工設(shè)備，有時作為某一工藝設(shè)備的組成部分，因此換熱器在化工生產(chǎn)中應(yīng)用是十分廣泛的。任何化工生產(chǎn)中，無論是國

3、內(nèi)還是國外，它在生產(chǎn)中都占有主導地位。　　本次畢業(yè)設(shè)計主要設(shè)計的是固定管板換熱器，針對換熱器中所需要的材料，標準零件,結(jié)構(gòu)尺寸大小，作了詳細的分析，從而使換熱器達到工藝要求。對材料，標準零件,結(jié)構(gòu)尺寸的要求,主要從四個方面考慮：安全性能要求（強度、韌性、剛度、耐蝕性、密封性）；工藝性要求（生產(chǎn)效率、能耗）；使用性要求（結(jié)構(gòu)、安裝、維修、制造）；經(jīng)濟性要求，從而達到符合生產(chǎn)實際要求，適應(yīng)市場競爭

4、。同時為了是本次設(shè)計能順利完成，我查閱了大量有關(guān)書籍，訂做了一定的摘要。　　符號說明　　——根換熱管管壁金屬的截面積，；　　——在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支撐的面積，；例如對于三角形排列：<b&

5、gt;　　=ns　　——管板布管區(qū)面積，；　　三角形排列 =0.886n　　圓筒殼壁金屬橫截面積，;　　殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積，　　接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積，

6、;　　焊縫金屬截面積，　　補強面積，　　需要的螺栓面積，；　　管板開孔后的面積，　　——圓筒內(nèi)直徑

7、橫截面積，；　　圓筒線膨脹系數(shù)，　　——換熱管材料線膨脹系數(shù)，　　——補強有效寬度，；　　系數(shù)；　　——鋼板負偏差，；

8、;　　——腐蝕裕量，；　　——厚度附加量，；　　——布管限定圓直徑，；　　——管板開孔前的抗彎剛度，　　——容器外徑；

9、;　　——殼程圓筒和管箱圓筒內(nèi)直徑，；　　——管板布管區(qū)當量直徑，；　　——換熱管外徑，；　　——下述對于b型連接方式，指管箱圓筒材料的彈性模量，；　　——管板材料的彈性模量，；</p&

10、gt;　　——下述對于b型連接方式，指殼程圓筒材料的彈性模量，；　　——換熱管材料的彈性模量，；　　——強度削弱系數(shù)，等于設(shè)計溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值，當該比值大于1.0時，取；　　——重力加速度，??；　　——偏心載荷

11、，N；　　系數(shù)；　　系數(shù)；　　系數(shù)，僅用于時；　　系數(shù)；

12、　——容器總高度，mm；　　——水平力作用點至底板高度，mm；　　——接管外側(cè)有效補強高度，；　　——接管內(nèi)側(cè)有效補強高度，；　　K——橢圓形封頭應(yīng)力增強系數(shù)；　　管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度；<p&g

13、t;　　——管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，；　　——殼程圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，；　　——管箱圓筒與法蘭（或凸緣）的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，；　　——旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)；　　——換熱管長度，mm;　　——換熱管受壓失穩(wěn)當量長度，mm;</p

14、>　　i——換熱管的回轉(zhuǎn)半徑，mm;　　基本法蘭力矩系數(shù)；　　殼體法蘭力矩系數(shù)；　　管板邊緣力矩系數(shù)；　　管板總

15、彎矩系數(shù)；　　管板第一彎矩系數(shù)；　　管板第二彎矩系數(shù)；　　系數(shù)；　　管板邊緣力矩變化系數(shù)；<

16、;b>　　法蘭力矩變化系數(shù)；　　邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù)；　　基本法蘭力矩，；　　——設(shè)備總質(zhì)量，kg；　　——沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)；　　——換熱管根

17、數(shù)；　　——水壓試驗下壓力，；　　——計算壓力，；　　——水平風載荷，　　——水平力，取的大值，N。　　——水平地震力，N；</

18、p>　　有效壓力組合，MPa；　　邊界效應(yīng)壓力組合，MPa；　　——管板設(shè)計壓力，；　　——殼程設(shè)計壓力，；　　——管程設(shè)計壓力，；　　——支座實際承受的載荷，kN；<p&

19、gt;　　——換熱管與管板連接的力，；　　——許用拉脫力，按參考文獻[4](GB151-1999)5.7.5規(guī)定，；　　——10m高度處的基本風壓，，此處按呼和浩特市區(qū)；　　——半徑，；　　對于a型連接方式，；

20、　　對于其他連接方式，　　——換熱管中心距，；　　——隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距，；　　——管板強度削弱系數(shù)，一般可取；　　——管板材料泊松比，?。?lt;/p>　　管板剛度系數(shù)，一般可取值；

21、　　法蘭力矩折減系數(shù)；　　——布管區(qū)當量直徑與直徑之比；　　——應(yīng)力，；　　——換熱管軸向應(yīng)力，；　　管板徑向應(yīng)力，MPa；<

22、;p>　　管板徑向應(yīng)力系數(shù)；　　管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)；　　管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力，MPa；　　圓筒或橢圓形封頭在試驗溫度下的屈服點或屈服強度，；　　管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力，MPa；<p&

23、gt;　　——設(shè)計溫度下，管板材料的許用應(yīng)力，；　　——設(shè)計溫度下，換熱管材料的許用應(yīng)力，；　　——設(shè)計溫度下殼體材料的許用應(yīng)力，；　　——設(shè)計溫度下接管材料的許用應(yīng)力，；　　——系數(shù)，，查參考文獻[4](GB151-1999)圖26；<p&

24、gt;　　——系數(shù)，，查參考文獻[4](GB151-1999)圖26；　　——焊接接頭系數(shù)；　　系數(shù)；　　——偏心距，mm；　　——計算厚度

25、，；　　——管箱圓筒厚度，；　　——殼程圓筒厚度，；　　—— 殼體開孔處的有效厚度，；　　—— 有效厚度，；　　——名義厚度，；<

26、;/p>　　—— 接管名義厚度，；　　——設(shè)計厚度，；　　——接管計算厚度，；　　——換熱管壁厚，；　　第一章設(shè)計方案的確定

27、　　1.1設(shè)計參數(shù)的確定　　管程、殼程的工作壓力分別為0.383、0.861。　　管程設(shè)計壓力取設(shè)計壓力為0.420。　　殼程設(shè)計壓力 P=1.1(1~1.1)取設(shè)計壓力為0.940　　管程計算壓力殼程計算壓力 <p&g

28、t;　　工藝水出口溫度121.2，取殼程設(shè)計溫度為150。　　EO和水進口溫度104，取管程設(shè)計溫度為120。　　1.2材料的選擇　　依據(jù)介質(zhì)溫度、壓力以及EO(環(huán)氧乙烷)的特點，在選材、加工制造方面可選擇Q345R。Q345R是屈服強度為340級的壓力容器專用鋼板。筒體、管

29、箱、封頭材料選擇Q345R。換熱管、進出口接管材料選擇16，管板材料選擇16鍛件。　　由參考文獻[1](GB150-1998)表4-1，表4-3，表4-5查鋼板、鋼管、鍛件許用應(yīng)力如下。　　表1-1 鋼板許用應(yīng)力　　表1-2鋼管許用應(yīng)力　　表1-3鍛件許用應(yīng)力</p

30、>　　第二章強度計算　　2.1圓筒的設(shè)計　　2.1.1選材 　　選用Q345R　　查參考文

31、獻:在設(shè)計溫度150　　2.1.2筒體厚度計算　　殼程設(shè)計壓力：=0.940　　焊接接頭系數(shù)取　　計算厚度 　　查參考文獻GB151-1999)表8（表中

32、數(shù)據(jù)包含厚度附加量，按1mm考慮）得固定管板式換熱器碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于14mm 所以 　　設(shè)計厚度 　　名義厚度　　=

33、　　有效厚度　　mm　　2.1.3水壓試驗校核　　查參考文獻得，在設(shè)計溫度150下的許用應(yīng)力在水壓試驗器壁金屬溫度下　　水壓試驗壓力&

34、lt;b>　　=1.25　　水壓試驗壓力下的應(yīng)力　　==103.51　　0.9=0.9　　0.9 滿足水壓試驗強度要求。　　2.

35、2管箱圓筒短節(jié)設(shè)計　　2.2.1選材 　　選用Q345R　　查參考文獻鋼制壓力容器得:在設(shè)計溫度150　　2.2.2筒體厚度計算　　殼程設(shè)計壓力：=0.4

36、20　　焊接接頭系數(shù)取　　計算厚度 　　查參考文獻GB151-1999)表8（表中數(shù)據(jù)包含厚度附加量，按1mm考慮）得固定管板式換熱器碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于14mm 所以 <

37、;b>　　設(shè)計厚度 　　名義厚度　　=　　；　　有效厚度<p&g

38、t;　　mm　　2.2.3水壓試驗校核　　查參考文獻得，在設(shè)計溫度150下的許用應(yīng)力在水壓試驗器壁金屬溫度下　　水壓試驗壓力　　=1.25

39、　　水壓試驗壓力下的應(yīng)力　　==46.25　　0.9=0.9　　0.9 滿足水壓試驗強度要求。　　2.3底部封頭（橢圓形封頭）設(shè)計&

40、lt;b>　　2.3.1選材 　　選用Q345R　　查參考文獻鋼制壓力容器得:在設(shè)計溫度150　　2.3.2筒體厚度計算　　殼程設(shè)計壓力：=0.420

41、;　　焊接接頭系數(shù)取　　計算厚度 　　查參考文獻GB151-1999)表8（表中數(shù)據(jù)包含厚度附加量，按1mm考慮）得固定管板式換熱器碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于14mm 所以 　　設(shè)計厚度 </p&g

42、t;　　名義厚度　　=　　有效厚度　　mm　　2.3.3封頭校核</b&g

43、t;　　①標準橢圓形封頭厚度校核　　標準橢圓形封頭的有效厚度不小于封頭內(nèi)直徑的0.15　　標準橢圓形封頭的有效厚度　　滿足要求,校核合格　?、谒畨涸囼炐：?lt;/b>

44、　　查參考文獻得，在設(shè)計溫度150下的許用應(yīng)力在水壓試驗器壁金屬溫度下　　水壓試驗壓力　　=1.25　　水壓試驗壓力下的應(yīng)力　　==46

45、.12　　0.9=0.9　　0.9 滿足水壓試驗強度要求。　　由參考文獻[8](GB/T25198-2010)選取EHA橢圓形封頭　　圖2-1 標準橢圓形封頭　　由參考文獻

46、[8](GB/T25198-2010)附錄C表C.1 查EHA橢圓形封頭型式參數(shù)如下表　　表2-1 EHA橢圓形封頭型式參數(shù)　　2.4頂部封頭（錐殼）設(shè)計　　頂部封頭采取受內(nèi)壓，無折邊錐殼，采用Q345R　　此錐殼采用半錐角α=15°&

47、lt;p>　　錐殼厚度計算　　錐殼大端轉(zhuǎn)角半徑：　　==2400　　錐殼大端計算內(nèi)徑:　　=)=2400=2352

48、mm　　==17.4mm　　名義厚度　　==17.4+2.3=19.7mm　　由鋼材的標準規(guī)格，名義厚度圓整后取20mm　　==0.00

49、49　　查參考文獻GB151-1999)圖7-11得此錐殼大端需要增加厚度，應(yīng)在錐殼和筒體之間設(shè)置加強段，錐殼加強段和筒體加強段應(yīng)具有相同厚度。　　查GB150-1998 圖7-12 的Q=1.37　　==1.7mm

50、;　　==0.0049　　查參考文獻GB151-1999)圖7-11得此錐殼大端需要增加厚度，應(yīng)在錐殼和筒體之間設(shè)置加強段，錐殼加強段和筒體加強段應(yīng)具有相同厚度。　　查參考文獻圖7-12 的Q=2.4　　==0.64mm

51、;　　綜上取大者，錐殼名義厚度:　　==17.4+2.3=19.7mm　　由鋼材的標準規(guī)格，名義厚度圓整后取20mm　　2.5換熱管設(shè)計　　2.5.1換熱器中的換熱管根數(shù)n

52、;　　由參考文獻GB151-1999)查的列管式換熱器常用無縫鋼管規(guī)格如下表:　　表2-2 換熱管形式（ mm）　　管子材質(zhì)的選擇依據(jù)的是介質(zhì)種類。如介質(zhì)無腐蝕或輕微腐蝕，可選擇碳鋼，本設(shè)計的殼程物料是工藝水，管程物料是EO+。根據(jù)物料性質(zhì)。換熱管的材料選用16，單管程，單殼程。鋼管為。管長L=10500mm。&

53、lt;b>　　估算換熱管數(shù)　　圓整為 n=10259(根)　　2.5.2換熱管的排列形式　　采用正三角形排列　　換熱管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和轉(zhuǎn)角三角形、轉(zhuǎn)角正方形。正三角形排列形式可以在同

54、樣的管板面積上排列最多的管數(shù)。故用得最為普遍，但管外不易清潔。為便于管外清洗，可采用正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列的管束。　　2.5.3換熱管中心距　　換熱管中心距要保證管子與管板連接時，管橋有足夠的強度和寬度。管間需要清洗時還要留有進行清洗的通道。換熱管中心距宜不小于1.25倍的換熱管外徑，查得參考文獻GB151-1999)最常用的換熱管中心距見表:</

55、p>　　表2-3 換熱管中心距（ mm）　　由換熱管外徑 d=14mm,查表知：換熱管中心距 S=19mm;　　參考文獻GB151-1999)查的分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距.　　2.5.4換熱管殼體直徑　　采用正三角形排列時

56、　　估算殼體直徑計算公式：　　=t(　　b=(1~1.5)d=(1~1.5)　　取b=20mm;　　管子按正三角形排列時：</p

57、>　　=1.1　　所以 　　mm　　根據(jù)參考文獻GB151-1999)查得L/ 所以　　圓整為</b&

58、gt;　　2.5.5實際換熱管數(shù)　　由參考文獻GB151-1999)表13布管限頂圓直徑：　　-固定管板式換熱器管束最外層換熱管外表面至殼體內(nèi)壁的最短距離，=0.25d,一般不小于8mm。　　=0.25mm&l

59、t;p>　　取　　;　　不圖如下　　圖2-2 換熱器布管圖　　由上圖可知，可布管13128根；　　由于在列管式

60、換熱器中要安裝32根拉桿，所以換熱管子數(shù)n根　　2.5.6換熱面積校核　　實際換熱面積 　　已知換熱面積為4735　　換熱面積裕度　　所

61、以符合要求。　　2.5.7管孔　　查參考文獻GB151-1999)表17管束（適用于碳素鋼、低合金鋼換熱管）管板管孔直徑及允許偏差應(yīng)符合下表規(guī)定：　　表2-4管孔參數(shù)（ mm）　　2.5.8 換熱管與管板的連接&

62、lt;/p>　　查參考文獻(壓力容器設(shè)計手冊)2.9.5.1管子與管板連接方式采用強度焊接型式，因為它應(yīng)用廣泛。因為管孔不需開槽，換熱管端部無需退火，所以制造加工簡便。焊接結(jié)構(gòu)強度高，抗拉脫力強。當焊接街頭有泄漏可以補焊。如需更換換熱管可用專用刀具拆卸，比換脹接管方便。強度焊適用的壓力和溫度一般不限制，但不適用于有震動或間隙、應(yīng)力腐蝕的場合。結(jié)構(gòu)型式及尺寸按圖2-9-28和焊接尺寸表的規(guī)定選圖（a）的工況。&

63、lt;/p>　　取　　第三章管板設(shè)計　　根據(jù)參考文獻[4](GB151-1999)進行管板計算。　　由參考文獻[4](GB151-1999) 圖18管板與殼體、管箱的連接方式選b型。&

64、lt;p>　　由參考文獻[4](GB151-1999) 5.7.1.3b型連接方式管板的計算。　　3.1 殼體圓筒的相關(guān)參數(shù)　　內(nèi)徑：　　厚度：　　內(nèi)徑面積：</b&

65、gt;　　=4.52　　金屬橫截面積：　　=3.14　　3.2管子的相關(guān)參數(shù)　　管子外徑：d=14mm</p&

66、gt;　　管子壁厚:=2mm　　管子根數(shù)： n=13096根　　管心距：S=19mm　　管子金屬總截面積：　　開孔面積

67、;　　2.01　　管子的有效長度L=10342mm　　管子材料彈性模量：　　:　　管子回轉(zhuǎn)半徑:<p&

68、gt;　　i=0.25=0.25　　管子受壓失穩(wěn)當量長度：　　管子穩(wěn)定許用應(yīng)力 　　298.4　　由

69、;　　系數(shù):　　當　　=5.87　　3.3管板系數(shù)計算　　管板開孔后面積:&

70、lt;p>　　=4.52　　管板布管區(qū)面積:　　系數(shù):　　換熱管束與圓筒剛度比，當殼體不帶波形膨脹節(jié)時：　　Q=&

71、lt;/p>　　系數(shù)：　　=0.4+=0.4　　=0.4+=9.42　　管板布管區(qū)的當量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑比：　　=</p&

72、gt;　　假設(shè)管板厚度：=80mm 　　由參考文獻GB151-1999）可取=0.4　　換熱管加強系數(shù)　　K===7.05　　k= K=7.05</b

73、>　　3.4管板抗彎剛度D和各項旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)　　對于b型連接方式：；　　查參考文獻[1](GB150-2011)7-1常用金屬材料的物理性能　　表3-1 16彈性模量　　查參考文獻[4](GB151-1999)圖26

74、 　　查參考文獻[4](GB151-1999)圖26 　　按K、查參考文獻[4](GB151-1999)圖27得0.11　　按K、Q查參考文獻[4](GB151-1999)圖28得2.73　　==0.74

75、　　3.5危險工況計算　　因為m所以取與中較大值。按K和m查參考文獻[4](GB151-1999)圖31（a）得=0.28　　而=3=3=0.28　　按K和查參考文獻[4](GB151-1999)圖29查得=按K和Q查參考文獻[4](GB151-1999)

76、圖30查得=　　法蘭力矩折減系數(shù) ：　　=1.82　?。?lt;/b>　　管板邊緣力矩變化系數(shù):　　==0.97

77、;　　法蘭力矩變化系數(shù)　　=　　管板徑向應(yīng)力系數(shù):　　管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù):　　管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù):

78、　　=　　殼體法蘭力矩系數(shù):　　按K查參考文獻[1](GB150-2011)圖9-8得Y=18　　:　　:</b

79、>　　故，滿足要求。　　管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 : 　　故，滿足要求。　　換熱管管子應(yīng)力:

80、　===0.819　　故，滿足要求。　　換熱管與管板連接的拉脫力　　q==0.134　　所以q=90<p&g

81、t;　　3.6管板的厚度　　管板厚度不小于下列三者之和：　　管板的計算厚度或參考文獻[4](GB151-1999) 5.6.2規(guī)定最小厚度，取大者。　　管板的計算厚度，參考文獻[4](GB151-1999) 5.6.2規(guī)定最小厚度10.5mm。<

82、p>　　取　　殼程腐蝕裕量或結(jié)構(gòu)開槽深度，取大者。　　殼程腐蝕裕量，結(jié)構(gòu)開槽深度0。取　　管程腐蝕裕量2mm　　,取管板名義厚度100mm .　　第

83、四章判斷是否用膨脹節(jié)　　4.1圓筒和管子的膨脹形差計算　　由　　圓筒線膨脹系數(shù)　　管子線膨脹系數(shù)=11.88　　由

84、　　圓筒材料的彈性模量 　　管子材料的彈性模量 =　　則管子圓筒的膨脹形差：　　=L==3.68mm　　4.2判斷條件　?、俪Ｒ?guī)設(shè)計

85、觀點:　?、诜治鲈O(shè)計觀點:　　殼體： 　　管子：　　管子拉托應(yīng)力校核q<

86、;p>　　4.3載荷計算　　①由圓筒和管子之間的膨脹變形查產(chǎn)生的力：　　=8.16N　?、谟蓺こ毯凸艹痰膲毫ψ饔糜趫A筒的力：　　==3.2N</p

87、>　?、塾蓺こ膛c管程的壓力作用于圓筒的力：　　=0.23N　?、苡蓺こ膛c管程作用于管子的力　　4.4判斷是否設(shè)膨脹節(jié)　?、賾?yīng)力計算<p&g

88、t;　　==3.38　?、趹?yīng)力判斷：　　a常規(guī)設(shè)計觀點：　　189合格　　合格&l

89、t;/p>　　③分析設(shè)計觀點：　　殼體：　　合格　　合格　　管子：<

90、/b>　　3.38合格　　合格　　④管子單位面積的拉脫力：　　q=　　管子承受的總拉托力：

91、　　N　　管子的脹接長度：H=50mm　　抗拉應(yīng)力許用值:　　則 　　q==0.28合格</

92、p>　　綜上所述，由于判斷條件均合格，故在此設(shè)計過程中筒體不需設(shè)置膨脹節(jié)。　　第五章接管、接管法蘭及人孔選取　　5.1接管的選取　　5.1.1冷物料進口接管A　　根據(jù)參考文獻[7](HG20553-)選接

93、管　　表5-1 DN300接管尺寸　　5.1.2冷物料出口接管B　　根據(jù)參考文獻[7](HG20553-)選接管　　表5-2 DN450接管尺寸　　5.1.3熱物料進出口接管C、D　　根據(jù)

94、參考文獻[7](HG20553-)選接管　　表5-3 DN350接管尺寸　　5.1.4進氣、排氣口接管　　根據(jù)參考文獻[7](HG20553-)選接管　　表5-4 DN50接管尺寸　　5.1.5人孔接管</

95、b>　　根據(jù)參考文獻[7](HG20553-)選接管　　表5-5 DN600接管尺寸　　5.1.6溫度計口接管T　　根據(jù)參考文獻[7](HG20553-)選接管　　表5-6 DN40接管尺寸<

96、;p>　　5.2接管法蘭設(shè)計　?、俟芊ㄌm選取　　接管法蘭按照參考文獻[8](HG/T20615-2009)鋼制管法蘭（PN系列）選取　　根據(jù)接管的公稱直徑和公稱壓力接管法蘭可選板式平焊法蘭，密封面類型：突面（RF）

97、;　　由參考文獻[8](HG/T20615-2009)表4.0.1鋼制管法蘭用材料　　表5-7 鋼制管法蘭用材料　　由參考文獻[8](HG/T20615-2009)表7.0.1-10查材料組別為1C2鋼制管法蘭用材料最大允許工作壓力 　　表5-8 材料組別為1C2最大允許工作壓力<

98、/p>　　由參考文獻[8](HG/T20615-2009) 表3.2.2選用法蘭密封面型式　　表5-9 法蘭密封面型式　　圖5-1突面法蘭的密封面　　表5-10 突面法蘭的密封面尺寸　　圖5-2 板式平焊鋼制管法蘭

99、　　由參考文獻[8](HG/T20615-2009) 表8.2.1.3選取PN10板式平焊鋼制管法蘭尺寸　　表5-11 PN10板式平焊鋼制管法蘭尺寸（mm）　　圖5-3 鋼制管法蘭蓋　?、阡撝乒芊ㄌm蓋（BL）尺寸　　由參考文獻[

100、8](HG/T20615-2009) 表8.2.8-2選取PN10鋼制管法蘭蓋尺寸　　表5-12 PN10鋼制管法蘭蓋尺寸（mm）　?、鄄閰⒖嘉墨I[8](HG/T20615-2009)附錄E得管法蘭的近似質(zhì)量　　表5-13 PN10法蘭的近似質(zhì)量

101、 kg　　④選擇管法蘭墊片　　由參考文獻[9]( HG/T 20614-2009)表3.0.2.1選擇墊片類型：聚四氟乙烯包覆墊片　　代號：B型　　圖5-4 B型墊片</p&g

102、t;　　由參考文獻[9]( HG/T 20614-2009)表4.0.1-2查墊片尺寸 　　表5-14 墊片尺寸(B)型 PN10 mm　　人孔法蘭墊片選聚四氟乙烯包覆墊片尺寸（C）型　　圖5-5

103、 C型墊片　　表5-15 墊片尺寸(C)型 PN10　?、莨芊ㄌm緊固件選取　　由參考文獻[10](HG/T20634-2009)表3.3.1查螺栓/螺母的選用　　表5-16 螺栓/螺母的選用<p&g

104、t;　　由參考文獻[10] (HG/T20634-2009)查PN10、法蘭配用螺柱長度和質(zhì)量　　表5-17 螺柱長度和質(zhì)量　　質(zhì)量為每1000件的近似質(zhì)量　　緊固件用平墊圈　　由參考文獻[10](HG/T20634-2009)附錄A

105、選用平墊圈A級（GB/T 97.2）300HV　　圖5-6 平墊圈　　表5-18 緊固件用平墊圈尺寸　　5.3人孔的選取　　表5-19 尺寸表&

106、lt;b>　　第六章附件的選取　　6.1拉桿　　6.1.1拉桿形式　　根據(jù)5.10.1采用拉桿與折流板點焊結(jié)構(gòu)，適用與換熱管外徑小于或等于14mm的管束；　　6.1.2

107、拉桿的直徑，材料和數(shù)量　　材料選用16查表43得換熱管拉桿直徑為10mm,數(shù)量為32根　　拉桿尺寸表 6-1　　圖6-1 拉桿尺寸圖　　6.1.3拉桿孔的確定　　拉桿與管板螺紋連接的拉桿螺

108、紋結(jié)構(gòu)見下圖：　　螺紋深度　　6.2折流板　　圖6-2 單弓形折流板　　材料選用16 　　形式：單

109、弓形　　由參考文獻[4](GB151-1999)表41取折流板名義外徑為DN-14=2400-14=2386mm，　　由參考文獻[4](GB151-1999)表42得換熱管外徑14mm鋼管，最大允許無支撐跨距為1100mm，　　取折流板間距為650mm，由參考文獻[4](GB151-1999)

110、表34取折流板支撐板厚度為18mm，　　由表35取折流板、支撐板管孔為d+0.4=14.4mm 允許上偏差＋0.30，允許下偏差0。　　取六塊折流板，七塊支撐板　　第七章開孔補強　　7.1開孔補強設(shè)計準則&l

111、t;p>　　補強計算最簡單的方法是采用等面積補強計算，所謂等面積補強準則就是：由于開孔，殼體承受應(yīng)力所必須的金屬橫截面積被削去多少（,就必須在開孔周圍的補強范圍內(nèi)補回同樣的面積的金屬截面。但是并非容器上所有開孔都需要補強。因為在設(shè)計時，容器及接管的實際厚度一定裕量。所以，當開孔在一定范圍內(nèi)，可以不另行補強。　　等面積補強允許開孔范圍　　1圓筒上開孔

112、的限制：當其內(nèi)徑開孔最大直徑　　2凸形封頭或球殼上開孔最大直徑范圍。　　3錐殼上開孔最大直徑　　4在橢圓形或蝶形封頭過渡部分開孔時，其孔的中心線宜垂直于封頭表面當其內(nèi)徑　　7.2筒體開孔補強（熱物料進出口補強）　　補強開口及補強方

113、法的判定　　由參考文獻[1](GB150-2011)規(guī)定，當設(shè)計壓力小于或等于2.5兩孔直徑之和的兩倍。且接管外徑小于或等于89時，只要最小厚度滿足表8-1要求就可不另行補強。　　表7-1 補強參數(shù)表（mm）　　接管C、D　　對于熱物

114、料進出口接管C、D，公稱直徑10mm,　　根據(jù)上述補強規(guī)定需要補強計算。　　接管的其他參數(shù)為：則C=　　接管厚度　　則　　所以開孔直徑d

115、=　　7.2.1 開孔所需補強面積　　接管的有效厚度　　其中　　所需補強面積　　7.2.2有效

116、補強范圍　　①有效寬度B取下列兩式中大者　　故　?、谕鈧?cè)有效高度取下列兩式中小者　　故　?、蹆?nèi)側(cè)有效高度取下列兩式中小者<p

117、>　　故　　7.2.3有效補強面積　?、偻搀w多余金屬面積　　筒體有效厚度mm,　　筒體多余的金屬面積：<

118、b>　?、诮庸芏嘤嘟饘倜娣e　　接管計算厚度　　接管多余的金屬面積：　　③接管區(qū)焊縫面積　　焊腳取<p&

119、gt;　　有效補強面積　　因為　　7.3冷物料進出口補強（接管A）　?、俳庸蹵的基本參數(shù)　?、谘a強計算方法判別</

120、p>　　開孔直徑　　d且d滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。　　7.3.1開孔所需補強面積　　所需補強面積　　7.3.2有效補強范圍&

121、lt;/p>　?、儆行挾菳取下列兩式中大者　　故　?、谕鈧?cè)有效高度取下列兩式中小者　　接管實際外伸高度　　故

122、　?、蹆?nèi)側(cè)有效高度取下列兩式中小者　　故　?、俟芟涠嘤嘟饘倜娣e　?、诮庸芏嘤嘟饘倜娣e　　接管計算厚度

123、;　?、劢庸軈^(qū)焊縫面積　　焊腳取　　7.3.3有效補強面積　　因為　　7.4排氣、液開孔補強計算

124、　　①接管、的基本參數(shù)　?、谘a強計算方法判別　　開孔直徑　　d且d滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。

125、　7.4.1開孔所需補強面積　　所需補強面積　　7.4.2有效補強范圍　?、儆行挾菳取下列兩式中大者　　故　　②外側(cè)有效高度取下列兩式中小者</p

126、>　　接管實際外伸高度　　故　?、蹆?nèi)側(cè)有效高度取下列兩式中小者　　故　　7.4.3有效補強面積<p&

127、gt;　　①筒體多余金屬面積　?、诮庸芏嘤嘟饘倜娣e　　接管計算厚度　　③接管區(qū)焊縫面積　　焊腳取<

128、;/b>　　有效補強面積　　,用此厚壁管不需另行補強。　　7.5人孔開孔補強計算　?、偃丝椎幕緟?shù)　　②補強計算方法判別<

129、/b>　　開孔直徑　　d且d滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。　　7.5.1開孔所需補強面積　　所需補強面積　　7

130、.5.2有效補強范圍　　①有效寬度B取下列兩式中大者　　故　?、谕鈧?cè)有效高度取下列兩式中小者　　接管實際外伸高度　　故

131、;　?、蹆?nèi)側(cè)有效高度取下列兩式中小者　　故　　7.5.3有效補強面積　?、俟芟涠嘤嘟饘倜娣e　?、诮庸芏嘤嘟饘倜娣e&l

132、t;/p>　　接管計算厚度　?、劢庸軈^(qū)焊縫面積　　焊腳取　　有效補強面積　　,用此人孔厚壁管

133、不需另行補強。　　第八章換熱器質(zhì)量計算及支座選取　　8.1換熱器質(zhì)量計算　　換熱管的質(zhì)量　　=51404.736kg　　管板質(zhì)量

134、　　1892kg　　封頭質(zhì)量橢圓形封頭質(zhì)量=1327kg　　錐殼質(zhì)量=4173kg　　13274173=5500kg　?、芄芟滟|(zhì)量　　與

135、橢圓形封頭連接的管箱質(zhì)量　　查 　　箱體長度L=1100mm　　箱體總質(zhì)量=kg　　與錐形封頭連接的圓筒質(zhì)量　　筒體長度=204mm</p&g

136、t;　　筒體質(zhì)量為=　　箱體總質(zhì)量==520.59+96.55=617.14kg　?、萃搀w質(zhì)量　　筒體總質(zhì)量為=　?、?/p>

137、法蘭質(zhì)量　　接管法蘭質(zhì)量為=9=22.5kg　　接管法蘭質(zhì)量為=13.5kg　　接管法蘭質(zhì)量為=2=41kg　　接管法蘭質(zhì)量為=33.5kg　　接管法蘭總質(zhì)量=22.5+13.5+41+33.5= kg<

138、/p>　?、呓庸苜|(zhì)量　　接管質(zhì)量為=3.97=0.60kg　　接管質(zhì)量為=9=7.49kg　　接管質(zhì)量為=77.41=11.06kg　　接管質(zhì)量為=2=25.57kg

139、;　　接管質(zhì)量為=2=44.39kg　　接管總質(zhì)量=0.6011.0644.39=45.28 kg　?、嗬瓧U質(zhì)量　　kg　　⑨折流板質(zhì)量

140、　　kg　　⑩人孔質(zhì)量　　kg　　設(shè)備總質(zhì)量　　水壓試驗時充水質(zhì)量</b&g

141、t;　　管箱總?cè)莘e =　　筒體容積 ==20.35　　水的總質(zhì)量 ==24330kg　　換熱器最大質(zhì)量：　　===96383.916kg</p&

142、gt;　　8.2偏心載荷計算　　——錐殼質(zhì)量， 　　——公稱直徑450mm接管法蘭質(zhì)量， 　　——質(zhì)心距右側(cè)的距離　　——偏心載荷<

143、;/p>　　——偏心距　　=　　=4173　　L=2509mm　　=<

144、;/b>　　=l+=2509+=3709mm　　8.3設(shè)備質(zhì)心位置的計算　　估算設(shè)備質(zhì)心位置　　質(zhì)心距容器底端距離L　　8.4支座的選取</p

145、>　　由參考文獻(JB/T 4712-2007)進行支座的選取　　墊板材料一般與容器材料相同，支座的筋板和底板材料為Q345R　　材料型號Ⅱ；選擇B型支座，支座號B-7　　圖8-1 支座　　由參考文獻[

146、11](JB/T4712.3-2007)表4得支座參數(shù)　　表8-1 支座參數(shù)　　由參考文獻[11](JB/T4712.3-2007)附錄C計算耳式支座安裝尺寸　　圖4-7 　　圖8-2 耳式支座

147、安裝尺寸　　JB/T 4712-2007, 耳式支座B-7　　選用4個B7支座　　—地震影響系數(shù)，對于7,8,9度地震設(shè)防烈度取0.08,0.16,0.32；取　　地震載荷：

148、　　==0.24=231321.40N　　風載荷：　　=1.2=1.2=19.8 N　　P=231321.4019.8=231326.35 N　　安裝尺寸：

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