【正文】 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%。 管程流體進出口接管，取接管內(nèi)流速為 1m/s ， 則 接 管內(nèi) 徑 為4 v 4 8 2 8 3 5d = = = 0 . 1 7 5 m9 7 5 . 4 5 3 6 0 0 3 . 1 4 1?? ?? ? ? 選用無縫鋼管，尺寸為φ 194 9mm。 papdlp iii 22 ??????? ?? papp r 2 4 62 7 22 ?????? ?? pap t 8 7 8 )2 4 2 1 7( ??????? 管程流體阻力在允許的范圍內(nèi) ssNFPPP )( 210 ????? 1, ?? ss NF 流體流經(jīng)管束的壓降 2)1(2001 ????? BTc NNFfP 管子形式對阻力損失的影響 F= 4 8 6 35Re5 ????? ??of 6 ???? TTc NN 20 18 a2?? ? ? ? ? ? ?PP 流體流經(jīng)過折流板的壓降 2 202 2 0 . 3 0 . 4 5 1 7 1 2 . 3 5= 3 . 5 1 6 3 . 5 3 3 8 7 a2 0 . 8 2? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?B BP N P PD 總壓降 ? ?6 1 6 9 . 2 3 3 3 8 7 1 1 . 1 5 1 0 9 9 0 a? ? ? ? ? ?SPP 計算表明，管程殼程壓強降都滿足要求。是否分程。第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 11 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 表 31管、殼程計算相關(guān)部分數(shù)據(jù) 管程 殼程 壓力 MPa 操作 設(shè)計 溫度 ℃ 操作 (進 /出 ) 85/65 設(shè)計 100 70 介質(zhì) 急冷水 石腦油 腐蝕裕量 mm 2 2 程數(shù) 4 1 焊接接頭系數(shù) 殼體計算 筒體計算 根據(jù)工藝條件殼程的設(shè)計壓力為 ，焊縫采用單面焊對接接頭局部無損探傷，焊接接頭系數(shù) ?? ， 材料選 Q345R， 100℃下材料的許用應(yīng)力 ? ? )163(189100 ?? nc M P a ?? ＜ 按 GB66541996，取鋼材厚度負偏差 ,C1= 腐蝕裕量 mmC 22 ? ， mmCCC ??? 圓筒計算壁厚 ? 為 ? ? mmpDp st is ???? ???? ??? 設(shè)計厚度 mmcd 5 0 0 ????? ?? 名義厚度 mm81 ???? 圓整cdn ?? 有效厚度 mmCne ????? ?? 液壓試驗 對于內(nèi)壓容器，耐壓試驗的的目的是：在超設(shè)計壓力下，考核 缺陷是燕山大學(xué)里仁學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 否會發(fā)生快速擴展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗密封結(jié)構(gòu)的密封性能。 筒體簡圖如下 ： 圖 32通體簡圖 計算厚度 ? ? ? ?tt 1 . 6 5 8 0 0 5 . 7= 1 1 6 . 6 42 2 5 . 7?? ? ? ? ????ieePD M P a 名義厚度 n d 1= = m m圓 整 8?? ??c 有效厚度 mmCne ????? ?? ??2 液壓實驗 對于內(nèi)壓容器，耐壓試驗的的目的是：在超設(shè)計壓力下，考核缺陷是壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 ???T? ?s = 試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 13 否會發(fā)生快速擴展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗密封結(jié)構(gòu)的密封性能。直邊高度 mmh 252 ? ，材料選用 Q345R。 封頭材料的許用應(yīng)力 ? ? MPac 189100 ?? 焊接接頭系數(shù) ?? 取腐蝕裕量 C2=3mm，厚度負偏差 C1=。 結(jié)構(gòu)系數(shù)的確定 A） DG墊片壓緊力作為中心圓的直徑， mm 按 JB47032020， D4 選取，管板外圓直徑為 863mm。 9 4 2 525382529 mmSSSnA nd ?????? C）管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 Dt 換熱管正方形排列的浮頭式換熱器， 管板布管區(qū)的面積為 : 2 2 2td= n = 5 6 0 2 5 9 4 2 5 = 3 5 9 4 2 5 m m? ? ?A S A tt= 4 3 . 1 4 = 4 3 5 9 4 2 5 3 . 1 4 = 6 7 6 . 6 6 m m? ? ?DA tt= D / 67 6. 66 / 87 4. 4 0. 78 9??GPD D）面積 管板布管區(qū)內(nèi)開孔后的面積為 ： 22 21t d 19n = 359425 560 = m m44?? ?? ? ?AA 一根換熱管管壁金屬橫截面積從 GB151 附錄 J查得 a= 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 17 560 根換熱管管壁金屬橫截面積 Na=560 = E）系數(shù) 1na= = 5 9 8 1 3 . 6 2 0 0 6 5 3 . 5 9 = 0 . 2 9 8? ?A 管束模數(shù)為 ttt= naEK LD tE? 設(shè)計溫度下?lián)Q熱管材料的彈性模量； tD? 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑， mm。 在這里換熱管和管板的連接方式選擇焊接，參考《管殼式熱交換器設(shè)計手冊 GB151》表 33取 mml 22 ? 。 熱管與管板連接的拉脫力校核 利用換熱管與管板強度焊接結(jié)構(gòu)尺寸 aq= dl??H l換熱管與連接的焊縫尺寸， mm l=+2= ? ? ? ?100q = 0 . 5 = 0 . 5 1 1 2 = 5 6 M P a 9 M P a?? ?? 4 3 . 3 4 6 1 0 6 . 8 1q = = 2 2 . 1 6 M P a3 . 1 4 1 9 3 . 5??? 校核通過 燕山大學(xué)里仁學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 接管及開孔補強計算 外殼接管開孔補強計算 (1)設(shè)計條件 計算壓力： Pc= 計算溫度： 100℃ 接管實際外伸長度： 200mm 接管實際內(nèi)伸長度： 0mm 接管焊接接頭系數(shù)： 接管腐蝕裕量： 2mm 接管厚度負偏差： 1 0mmC? 接管材料許用應(yīng)力： 189MPa （ 2）開孔補強計算 ? —— 殼體計算厚度 為 8mm ； t? —— 接管計算厚度 mm ； ? ? ct t cp 1 . 3 2 1 8 6= D = = 0 . 7 9 82 1 8 9 0 . 8 5 1 . 3 22p? ?? ? ??S m m 接管直徑 d=di+2C2=182+2 2=186mm （ 3）削弱金屬面積 A fr=1 ? ? ? ? 2rd 2 1 f = 1 8 6 3 . 5 0 7 2 3 . 5 0 7 1 1 = 6 5 2 m m??? ? ? ? ? ? ?A （ 4） 殼體多余金屬面積 A1 接管計算壁厚 ? ? ? ? ? ? 21 1 8 6 6 3 . 5 0 7 4 6 3 . 6 9 8 m m??? ? ? ? ? ? ? ? ?nA B d C A 外側(cè)有效厚度 mmdh nt 8 6 ???? ? ? ? ? ? 21 6 9 6 3)5 0 (1 8 6)( mmCdBA n ???????? ?? 接管多余的截面積 A2 ? ? ? ? 22 n t r2 h f = 1 8 0 8 2 0 . 7 7 1 = 9 4 1 . 2 2 m m?? ? ? ? ? ? ? ?A C A 21??A A A 故不需補強 管箱接管開孔補強計算 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 21 (1)設(shè)計條件 計算壓力： Pc= 計算溫度： 100℃ 接管實際外伸長度： 200mm 接管實際內(nèi)伸長度： 0mm 接管焊接接頭系數(shù)： 接管腐蝕裕量： 2mm 接管厚度負偏差： 1 0mmC? 接管材料許用應(yīng)力： 189MPa （ 2）開孔補強計算 ? —— 殼體計算厚度為 8mm ； ? ? ct t cp 1 . 3 2 1 7 6= D = = 0 . 7 7 12 1 8 9 0 . 8 5 1 . 3 22p? ?? ? ??S m m 接管直徑 d=di+2C2=176+2 2=180mm （ 3）削弱 金屬面積 A fr=1 ? ? 2rd 2 1 f = 1 8 0 3 . 5 0 7 = 6 1 3 . 2 6 m m??? ? ? ?A （ 4） 殼體多余金屬面積 A1 接管計算壁厚 ? ? ? ? ? ? 21 1 8 6 6 0 . 7 7 1 9 4 1 . 2 2 m m??? ? ? ? ? ? ? ? ?nA B d C A 故不需補強 機構(gòu)尺寸設(shè)計 浮頭法蘭和鉤圈的外直 f0 = 80 =800 80 =880 m m??NDD 浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑按 151GB 中 結(jié)構(gòu)尺寸選取， mmbbDD nNft 960)155(21000)(2 1 ??????? 按照螺柱直徑及經(jīng)驗估算，本設(shè)計取螺柱中心圓直徑 1030mm。 (4)綜合內(nèi)壓及外壓的計算結(jié)果取大值，確定 f? 。鞍式支座在換熱器上的布置，因 3000mmL? ，取 ( ~ )BLL? 。容 器受重力作用時，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個鉸支點上受均布載荷的外伸簡支梁 支座的安放位置也有一定的標準，一般支座與殼體端面的距離 A，L 為殼體的長度。其作用是使不同的受壓元件組合在一起，同時保證連接部 位不產(chǎn)生泄露。 殼體接管采用平頸對焊法蘭，由于管箱、殼體、浮頭箱直徑都不一樣，因此在選用法蘭時，不能只按標準選取。如圖所示： 燕山大學(xué)里仁學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 43拉桿定距管結(jié)構(gòu)簡圖 拉桿的直徑和數(shù)量 拉桿的直徑和數(shù)量可以按 GB151《管殼式熱交換器設(shè)計手冊》 表 43 和表 44 選用 因為換熱管的外徑為 d=19mm 由表得拉桿直徑選擇為 nd =12mm 進一步選擇拉桿的數(shù)目 8 Lb=60mm La=15mm d=12mm 在保證大于或者等于所給定的拉桿中截面積的前提下，拉桿的直徑和數(shù)量可以變動，但其直徑不得小于 10mm，數(shù)量不得小于 4 根。 防沖與導(dǎo)流 管程設(shè)置防沖板的條件 當(dāng)管程采用軸向入口接管或換熱管內(nèi)流體流速超過 3m/s 時，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體不均勻分布和對換 熱管端的沖蝕。在全國制造過程中接受安全監(jiān)察機構(gòu)（或其授權(quán)的檢驗機構(gòu)）的全面監(jiān)督。 檢測 接接頭先經(jīng)形狀尺寸及外觀檢查合格后，再進行無損檢測，所有 A、 B類焊縫應(yīng)進行 20%的射線或局部超聲檢測，檢測長度不小于 250mm。 基礎(chǔ)驗收完后，需在安裝換熱器之前在基礎(chǔ)上放墊鐵，安放墊鐵處的基礎(chǔ)表面必須鏟平，以使兩者很好得接觸。 確定固定管板式換熱器為 4 管程，以及換熱管 Φ192，傳熱面積 S=184 ㎡， DN800，換熱管長度 L=5500mm，初步定折流板間距為 320mm，管程接管尺寸為φ 194 9mm，殼程接管尺寸φ 194 6mm，固定管板厚為 44mm，外徑為 863mm，鉤圈厚為 44mm，外徑計算為 880mm，內(nèi)徑為 762mm。 并了解了一些管殼式換熱器的檢驗，安裝和維修知識。 喬 老師積極地指導(dǎo)我們，努力引導(dǎo)我們搜集相關(guān)的資料和書籍解決我們畢業(yè)設(shè)計遇到得問題。 深深地知道做設(shè)計的不易，不僅要了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，還要了解各個部件的特殊設(shè)計，材料的選擇。雖然這個設(shè)計做的不是很好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是我這次畢業(yè)設(shè)計的重大收獲和財富。再次真心的感謝。 我 深深地 感受到老師 們 的兢兢業(yè)業(yè)的精神，以及 他們 平易近人的性格。由于經(jīng)驗以及所學(xué)知識的有限，對一些知識和問題理解不夠深刻，設(shè)計中有很多不足之處，這需要我更努力學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，不斷提高自己的能力。 此次設(shè)計中，我學(xué)到了很多東西。 經(jīng)過計算和校核，選取此型號的固定管板式列管換熱器滿足工藝要求和強度要求，所以此換熱器合格。按標準選取 接管，封頭，法蘭，墊片，支座，折流板的形式和尺寸。 結(jié)論 31 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計首先根據(jù)所給的任務(wù)書查閱相關(guān)書籍 、 了解換熱器的背景和現(xiàn)階段的主要成果。 安裝、使用、維修 安裝換熱器得基礎(chǔ)必須足以使換熱器不發(fā)生下沉，安裝時采用混泥土基礎(chǔ)，換熱器通過鞍式支座由地腳螺栓將其與基礎(chǔ)牢固的連接起來。 制造完成后，制造單位必須向業(yè)主 提供完整的制造出廠資料，資料應(yīng)符合國家標準的規(guī)定，并附有安全監(jiān)察機構(gòu)的監(jiān)督檢驗報告。 第 4 章 管殼式換熱器檢修、安裝、使用和維修 29 第四章 管殼式換熱器檢修、安裝、使用和維修 概述 設(shè)計確定后，制造質(zhì)量是換熱器最終建造質(zhì)量的重要組成部分。 拉桿的布置 拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。 管箱接管法蘭選擇 管箱接管采用平頸對焊法蘭，如圖示：