【正文】 ? 10GpF F N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 .522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 477 1 0 2 7 .5 0 .2 0 4 1 0G G GM F L N m m? ? ? ? ? ? 5 5 52 . 3 7 1 0 2 . 2 5 1 0 0 . 1 2 1 0TDF F F N? ? ? ? ? ? ? ? 力臂 3 3 .5 2 7 .5 3 0 .522DGT LLL m m? ?? ? ? 力矩 550 . 1 2 1 0 3 0 . 5 3 . 6 6 1 0T T TM F L Nm m? ? ? ? ? ? 1 5 5ta n 2 . 2 5 1 0 3 5 . 8 4 3 . 2 5 1 0orDF F c tg N??? ? ? ? ? ? 力臂15 5 2 . 5 5 6 1 9 . 9 62 2 c o s 2 2 c o s 3 5 . 8 4froL l m m? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 力矩 573 . 2 5 1 0 1 9 . 9 6 0 . 6 4 9 1 0r r rM F L N m m? ? ? ? ? ? 操作情況下法蘭總力矩： 66( 7 . 5 6 2 . 0 4 0 . 3 6 6 6 . 4 9 ) 1 03 . 4 7 6 1 0p D G T rM M M M MN m m? ? ? ? ? ? ? ? ??? 預緊螺栓時法蘭的受力： 56 .0 5 5 1 0GF W N? ? ? 力臂 5 3 7 4 8 2 2 7 .522bGG DDL m m? ?? ? ? 力矩 576 . 0 5 5 1 0 2 7 . 5 1 . 6 7 1 0a G GM F L Nm m? ? ? ? ? ? ? ?22 224 1 . 3 4 7 0 4 4 0 0 4 7 0 2 . 6 48 1 7 0 (5 8 0 4 7 0 )8 ( )c fi i fitfo fifp D R DL m mDD?? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? 操作狀態(tài)： 淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 共 34 頁 ? ?62 6 10 580 470170 470 580 470p fo fip tfo fififM D DJDDDmm?? ??? ? ?? ? ???? ?????????? 預緊狀態(tài)： ? ?721 . 6 7 1 0 5 8 0 4 7 01 7 0 4 7 0 5 8 0 4 7 01 9 9 5 . 1fo fiaafi fo fifDDMJD D Dmm?? ??? ? ?? ? ???? ?????????? 則法蘭厚度 操作狀態(tài)： 222 . 6 4 4 1 5 . 2 7 2 . 6 4 2 3 . 1 9fp pL J L m m? ? ? ? ? ? ? ?； 預緊狀態(tài)： 1 9 9 5 .1 4 4 .6 7fa aJ m m? ? ? ?； 法蘭厚度 f? 取 fp? 與 fa? 之大者，且不小于球冠形封頭名義厚度 n? 的兩倍，故 mm? ? ，則 50fn mm? ? 。 管程壓力 tp 作用下（內壓）浮頭蓋的計算 ： （ 1）球冠形封頭計算厚度按下式計算： ? ?56 titpR? ???； 為方便選材，故可 將浮頭蓋的材料選擇為 Q345R，故 ??t? =170MPa，選擇為雙面焊對接接頭，局部無損探傷，故 ?? ，則 5 400 6 170 mm? ????。 接管法蘭型式與尺寸 根據接管的公稱直徑，公稱壓力可查 HG20592～ 20635－ 97 鋼制管法蘭、墊片、緊固件，選擇帶頸對焊鋼制管法蘭，選用凹凸密封面，如圖 25所示 淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 共 34 頁 圖 25帶頸對焊鋼制管法蘭 其具體尺寸如表 27所示： （單位為㎜） 表 27 帶 頸對焊鋼制管法蘭 公稱 通徑 DN 鋼管外徑（法蘭焊端外徑） A1 連接尺寸 法蘭厚度C 法蘭頸 法蘭高度 H 法蘭理論重量（㎏） 法蘭外徑 D 螺栓孔中心圓直徑K 螺栓孔直徑Ｌ 螺栓孔數量n 螺紋 Th Ｎ Ｓ Ｈ１≈ Ｒ A Ａ Ｂ 150 159 340 240 22 8 M20 24 184 184 12 8 55 200 219 285 295 22 12 M20 24 234 234 16 8 62 鉤圈式浮 頭 本臺浮頭式換熱器浮頭端采用 B型鉤圈式浮頭，其詳細結構如圖 26所示，而浮頭蓋采用了球冠形封頭。 墊片則包括了管箱墊片和外頭蓋墊片。 防沖板 當管程采用軸向人口接管或換熱器管內流體速度超過 3m/s 時，應設置 防沖板，以減小流體的不均勻分布和換熱管端的沖蝕。若對于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內或靠近折流板缺口處應布置適當數量的拉桿，任何折流板應不少于 3個支承點。 計算過程如下： 150/ 0 .3 0 24 9 6 .5aahD ??，查得 ? 2 2 24 9 6 . 5 0 . 2 0 0 0 0 4 9 3 0 2 . 4 5faA D C m m? ? ? ? 2 2 21 1 2 22 2 2( ) ( )4 4 4 ( ) ( 25 118 16 4)4 4 46 7850afQ gD A gd gn gd gnkg? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ???? 拉桿與定距管 拉桿的結構形式 常用拉桿的形式有兩種： 拉桿定距管結構，適用于換熱管 外徑大于或等于 19mm 的管束， 2 alL? （ aL 按GB1511999 表 45規(guī)定）； 拉桿與折流板點焊結構，適用于換熱管外徑小于或等于 14mm 的管束， 1ld? ； 當管板比較薄時，也可采用其他的連接結構。同時查 GB1511999 可知折流板名義外直徑為 4 .5 5 0 0 4 .5 4 9 5 .5D N m m? ? ? ?。常見的折流板形式為弓形和圓盤 — 圓環(huán)形兩種，其中弓形折流板有單弓形，雙弓形和三弓形三種，但是工程上使用較多的是單弓形折流板。 0 2 2 ( .5 m m )6 0 0 0 2 3 2 2 1 .5 5 9 3 3nLL mm?? ? ? ?? ? ? ? ? ?管 端 伸 出 長 度 . 由 G B 1 5 1 1 9 9 9 查 的 取 1 52 . 0 1 0 2 0 8 4 1 . . 7 5 1 8 2 6 . 85 9 3 3 3 8 4 . 5 9tK M P a????? 1 10tK ???? 故 11 23 aKP =，查圖可知 ? ， ? ，則 0 .5 7 3 8 4 .5 9 0 .0 1 3 2 4 .9 9taCD P m m? ? ? ? ? ? ， ? ?2 5 2 4 3 2n mm? ? ? ? ?圓 整。n —— 隔板槽一側的排管根數； S —— 換熱管中心距； nS —— 隔板槽兩側鄰管的中心距； tA —— 管板布管區(qū)面積， 2mm ；對多管程正三角形排列換熱器， nS A??； lA —— 管板布管區(qū)內開孔后的面積， 2mm ； 24lt dA A n???； a —— 一根換熱管管壁金屬的橫截面積， 2mm ； GD —— 固定端管板墊片壓緊力作用中心圓直徑， mm ；根據所選的墊片的尺寸，且選擇其壓緊面型式為 GB150 表 91 的 1a，可知密封面寬度0 554 522 16 m m m m?? ? ? ?，則02 . 5 3 2 . 5 3 1 6 1 0 6 . 4b b m m m m? ? ? ? ?，故5 5 4 2 1 0 5 3 4GD m m? ? ? ? tD —— 管板布管區(qū)當量直徑， mm ， 4 tt AD ??； d —— 換熱管外徑， mm ； pE —— 設計溫度時，管板材料的彈性模量， MPa； fE —— 設計溫度時，換熱管材料的彈性模量， MPa； weG —— 系數，按 11 23aKP和 1t? 查 GB151 圖 24； 淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 共 34 頁 tK —— 管束模數， MPa；tttEnaK LD? ； tK —— 管束無量綱剛度， MPa；ttpKK E?? ； L —— 換熱管有效長度（兩管板內側間距）， mm ； l —— 換熱管與管板脹接長度或焊腳高度， mm ； n —— 換熱管根數； aP —— 無量綱壓力，? ? da trPP ??? ； cP —— 當量壓力組合； MPa； dp —— 管板設計壓力， MPa； sp —— 殼程設計壓力， MPa； tp —— 管程設計壓力， MPa； q —— 換熱管與管板連接拉脫力， MPa； ??q —— 許用拉脫力，查 GB151， MPa； ? —— 系數，1naA?? ； ? —— 管板計算厚度， mm ； t? —— 換熱管管壁厚度， mm ； ? —— 管板剛度削弱系數，一般可取 ? 值； ? —— 管板強度削弱系數，一般取 ?? ； t? —— 系數，ttGDD?? ； t? —— 換熱管軸向應力， MPa； ??cr? —— 換熱管穩(wěn)定許用壓應力， MPa； ??tr? —— 設計溫度時，管板材料的許用應力， MPa；； ??tt? —— 設計溫度時，換熱管材料的許用應力， MPa； 管板厚度計算過程如下： 管板名義厚度計算 淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 共 34 頁 39。由于流體只具有輕微的腐 蝕性，故采用工程上常用的 Q345R 整體管板。 脹焊并用主要用于密封性能要求較高；承受振動和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需采用復合管板等的場合。而對于換熱管束的分程，為了接管方便，采用平行分法較合適，且平行分法亦可使管箱內殘液放盡。 相對誤差計算： m in( m a x) 100%cpcpNNN N??? 其中： cpN —— 各程的平均管數； min(max)N —— 各程中最小或最大的管數。 布管限定圓 LD 布管限定圓 LD 為管束最外層換熱管中心圓直徑，浮頭式換熱 器的其由下式淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 共 34 頁 確定： 122 ( )LiD D b b b? ? ? ? 查 GB1511999 可知，取 b=， b1=4， bn=32，故 b2= bn+=，則 5 0 0 2 ( 4 3 3 . 5 4 . 5 ) 4 1 6LD m m? ? ? ? ? ?。 換熱管的排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯列三種排列方式。 開孔所需補強面積計算 ： 強度削弱系數 ? ?? ? 170 1170tnr tf ??? ? ? 接管有效厚度 6 0 .3 2 3 .7et n t C m m??? ? ? ? ? ? 開孔直徑 2 1 9 2 6 2 2 . 3 2 1 1 . 6d m m? ? ? ? ? ? 淮海工學院二 〇一一 屆本科畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 共 34 頁 開孔所需補強面積按下式計算： 22 (1 )211 .6 6 2 6 6 (1 1 )e t rA d fmm? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 有效補強范圍 ①有效寬度 B： 2 2 2 1 1 . 6 4 2 3 . 2m a x 4 2 3 . 22 2 2 1 1 . 3 2 1 0 2 6 2 4 3 . 6n n td m mB m md m m??? ? ???????? ? ? ? ? ? ? ??? ②有效高度： （ a）外側有效高度 1h 為： 121 1. 6 6 35 .6 3m in 35 .6 3200ntd m mh m mmm? ? ? ????????????實 際 外 伸 長 度 （ b）內側有效高度 2h 為： 221 1. 6 6 3