【正文】 此采用上下方向排列，可造成流體劇烈擾動，以增大傳熱系數(shù)。 弓形折流板的間距一般不應小于殼體內徑的 20%,且不小 50 ㎜，并相鄰兩塊折流板間距不得大于殼體內徑。由于換熱管總長為 6000 ㎜，去折流板間距為 750㎜，可以計算需要 7 塊折流板。折流板的安裝固定時通過拉桿和定距管來實現(xiàn)的，每一根拉桿的最后一塊折流板是與拉桿焊接的。其缺口的弦高取 倍的圓筒內徑， h=300 ㎜。對于臥式換熱器，為在停車時排進課程內殘留也和在換熱過程中伴隨有氣相的產生，則在折流板頂和底部需設置缺口，其角度為 90o ，高度為 15～20 ㎜，共排除換熱器內殘留也和氣體用。折流板的厚度是根據(jù)換熱器直徑和換熱管無支撐跨距來實現(xiàn)的， ??2由 表 3— 5 查得折流板的最小厚度為 10 ㎜。它的名義外徑為 DN－ 6= ? ㎜。 3） 拉桿 拉桿常用形式有兩種：一種為拉桿和折流板焊接形式，一般用于換熱管外徑小于或等于 14 ㎜的管束 。另一種為拉桿定居管結構形式，用于換熱管外徑大于 10 或等于 18 ㎜的管束。拉桿應盡量均勻布置在管束 的外邊緣，對于大直徑的換熱器，再不管區(qū)內或靠近折流板缺口處應布置適當數(shù)量的拉桿，拉桿直徑選用16mm? 。 4） 滑板 用來支撐折流板，并在安裝時起到導軌和滑軌的作用，便于安裝和拆卸，并在設備工作時防止由于介質的沖擊引起的震動和浮動，它的長度定為 5000 ㎜，有兩根組成。材料選用 235Q AF? 。 元件的強度設計 ??3 換熱器是由客體、管箱、封頭、官板、法蘭、換熱管等受力 元件組成，各元件都需要進行強度設計計算，以確保在運行時安全可靠。 由于官板受力情況復雜，影響管板強度的因素很多，有管內外壓力，溫度生產的應力，法蘭力矩和換熱管的支撐力等的影響，故正確地進行管板分析計算是比較復雜的，在此由于時間的關系，不予校核設計。 殼體 1) 小端殼體直徑的計算 給予管板相連接的殼體，因此其厚度應根據(jù)殼體內徑應等于或大于管板布管最大圓的直徑，所以從管板直徑的計算可以確定殼體的內徑。 ? ?12D S b e? ? ? D — 殼體計算內徑，㎜； S — 管心距，㎜； b — 最外層的六角形對角線上的管數(shù)， b=29； e — 六角形最外層管中心到殼體內壁距離，一般取 0(1~)ed? 。 3 2 ( 2 9 1 ) 2 ( 1 .2 2 5 ) 9 5 6D m m? ? ? ? ? ? ? 但根據(jù)圓筒的內徑標準系列，只能取 1000iD mm? 。 2) 大端殼體直徑的確定 釜 式換熱器是需要在殼體的上部設置適當?shù)恼舭l(fā)空間，同時兼有蒸汽室的作用。頁面的最低位置應比價熱管的最上部表面高約 50 ㎜，且大端直徑和小段直徑之比為 ～ 2倍，錐形過渡段為 30o 。因此去大端直徑為 2 11 倍于小端直徑，即為 1iD =2021 ㎜ 。 則 由 此 可 以 得 到 斜 錐 的 長 度 為1 3 0 1 0 0 0 1 7 3 2ol ctg m m? ? ?。 3) 殼體的壁厚 ??2 根據(jù)工藝條件可知，本設計的釜 式換熱器屬于中低壓容器，選用壓力容器常用鋼 16MnR，殼體的計算厚度 ? ?2 cit cpD P? ??? ? ? — 計算厚度，㎜； cP — 計算壓力，取設計壓力 aMP ； iD — 圓筒內徑，㎜； ??t? — 需用應力， aMP ，由于 200℃ 時 ??t? =170 aMP ， 250℃時??t? =156 aMP ，用試差法計算在 210℃是 ??t? = aMP ； ? — 焊縫系數(shù)， ? =。 n? = 20212 167. 4 ?? ? ?= ㎜ 16MnR 的負偏差為 1C =0，取腐蝕余量 2C =2 ㎜，因此鋼板的名義厚度可取12 5n C C m m??? ? ? ? ? ?。但作為大端直徑為 2021 ㎜的圓筒的最小厚度為 n? =14㎜，小端直徑為 1000 ㎜的圓筒的最小厚度為 n? =10 ㎜。為制造方便和考慮經濟成本小端和大端直徑以及斜錐殼都取 n? =14 ㎜。 進行水壓實驗校核：即 ? ?/2T i eT ePD ?? ???0≤ s?? F — 要求工藝換熱面積㎡ D — 殼體計算內徑，㎜； S — 管心距，㎜； b — 最外層的六角形對角線上的管數(shù)， b=29； 12 e — 六角形最外層管中心到殼體內壁距離，一般取 0(1~)ed? ? — 計算厚度，㎜； cP — 計算壓力，取設計壓力 aMP ； iD — 圓筒內徑，㎜； ??t? — 需用應力， aMP ，由 e? — 有效厚度，㎜； s? — 屈服應力， s? =340 aMP ； HP egh? =1 2021= aMP 39。TP = THPP? = aMP ? ?0 .5 1 9 6 2 2 0 0 0 1 22 1 2T? ??? ?= aMP s?? = 340= aMP T? s?? ，由此可知筒體厚度取 14 ㎜完全符合要求。 4) 管箱厚度計算 ??2 由于管箱受到的壓力 與 殼體受到的壓力不同，但選用了封頭管箱，并且封頭選用了標準橢圓封頭，由此其計算厚度按封頭的計算厚度，即 ? ?2 0. 5cit cPD P? ??? ? cP — 計算壓力，取設計壓力， cP = aMP ??t? — 需用應力， 340 時 ??t? = aMP ； ? — 焊縫系數(shù)， ? =1。 10002 136. 4 1 ? ?? ? ? ? ?= ㎜ 取腐蝕余量為 2㎜， 16MnR 的負偏差為 0，因此可取其名義厚度為 14 ㎜。 13 開孔 補 強設計計算 ????56 開孔補強設計就是適當增加殼體或接管厚度的方法將應力集中系數(shù)減少到某一允許數(shù)值。采用基于彈性失效設計準則的等面積布強圈，主要用于補強圈結構的布強設計計算。規(guī)定不需要另行補強的接管外徑要小于或等于 89㎜，故 5個孔都需補強。 1) 再生氣進出口（ DN300） a) 開孔所需最小補強面積 A 對于受內壓的圓筒，所需的補強面積 ? ?21et rA d f? ??? ? ? A — 開孔削弱所需要的補強面積， 2mm ； d — 開孔直徑，圓形孔等于接管內徑加 2倍，厚度附加量，d =325+0=325 ㎜； ? — 殼體開孔處的計算厚度，㎜； et? — 接管的有效厚度， et? =? C =142 =12 ㎜； rf — 強度削弱系數(shù)， ? ?? ?tbr tf???，即設計溫度下接管材料與殼體材料需用應力之比，當 rf 時，就取 rf =。 ??tb?= aMP ， ??t? =92 aMP ，故取 rf =。 A=325 +2 12（ 1－ 1） = ㎜ b) 有效補強范圍 i. 有效寬度 B 取二者中最大值 B=2d B=d+2 2n nt??? 式中 B— 補強有效寬度，㎜； n? — 殼體開孔處名義厚度，㎜； nt? — 接管名義厚度，㎜； 14 B=2 325=650 ㎜ B=325+2 14+2 14=381 ㎜ 故 B=650 ㎜。 ii. 有 效厚度 外側有效高度去式中較小值 1 4 0 2 1 4 7 5 . 0 1nth d m m?? ? ? ? 1 3 2 5 1 4 6 7 . 4 5nth d m m?? ? ? ? 1h? 接管實際外伸高度 =300 ㎜ 故 1h =67 ㎜。 內側有效高度 2h 取式中較小值 2 67nth d mm??? 2h =接管實際內伸高度 =0 故 2h =0。 iii. 有效補強面積 殼體多余金屬面積 ? ? ? ? ? ? ? ?1 21e e t e rA B d f? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? =（ 650325）（ ） 0 = 2mm 接管多余面積 2A 接管計算厚度 ? ? ? ?3 .2 3 0 0 4 5 .3 82 9 2 1 3 .22 dt tp mmp? ?? ??? ? ?? ? ?? ? ? ? ?2 1 2 222e t t r e t rA h f h C f? ? ?? ? ? ? =2 （ ） 10+0 15 = 2mm 補強區(qū)焊縫面積 3A 焊腳取 ㎜ 3A =2 12 =36 2mm 則 21 2 3 6 8 .2 5 8 9 .3 0 3 6 9 9 7 .2 5eA A A A m m? ? ? ? ? ? ? iv. 所需另行補強的面積 24 3 8 3 1 .7 5 9 9 7 .2 5 2 8 3 4 .5eA A A m m? ? ? ? ? 故需另行補強，采用補強圈補強。 c) 補強圈的設計 補強圈外徑 D應不大于有效寬度 B=650 ㎜。取外徑 D=550 ㎜，公稱直徑 DN300，內徑 d=329 的補強圈。 補強圈的厚度 39。? = 4ADd? =247。（ 550329） = ㎜ 考慮鋼板的厚度麩皮偏差并經圓整，實取補強圈的厚度為 14 ㎜，其質量為 ㎏。 2) 水蒸氣出口（ DN400） 允許不另補強的最大接管外徑為 89mm? ，故本開孔需要另行考慮其補強。 a) 開孔所需的補強面 A A= ? ?21et rdf? ???? rf = = A=402 +2 12（ ） =+ = 2mm b) 有效的補強范圍 16 有效寬度 B 取二者較大值 B=2d=2 402=804 ㎜ B= 2 2 4 0 2 2 1 4 2 1 4 4 5 8n n td m m??? ? ? ? ? ? ? ? 外側有效高度 1h 取二者較小值 1 4 0 2 1 4 7 5 . 0 1nth d m m?? ? ? ? 1h? 接管實際外伸高度＝ 150 ㎜ 故 1h =75 ㎜ 1。 內側有效高度 MPa? 2h =0。 c) 有效補強面積 eA 殼側多 余金屬面積 1A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 21e n t e rA B d C f? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? =（ 804402）（ ） 2（ 142）（ ）（ ） = 2mm 接管多于金屬面積 2A 接管計算厚度 ? ?2 itPd P? ??? ? = 0. 4 42 6 0. 692 12 3 1 0. 4 mm? ?? ? ? ? ? ? ?2 1 222e t r e t C rA h t f h C f? ? ?? ? ? ? =2 75（ ） +0 = 2mm 由于 12A A A??，故計