【正文】 ???????? ??? （公式 285） 管程壓力操作工況下的法蘭力矩 mmNSFSFSFSFM rrGGTTDDp??????????????????3 9 5 3 8 1 5 0229 3 7 9 9 4181 8 8 0 8 62564292326 3 9 8 5 6 （公式 286） 預(yù)緊法蘭力矩 Ga WSM ? =1012200 18=18219600 N﹒ mm （公式 287） 系數(shù) ? ? ? ? ? ? 5716801448 4 2222 ???? ????????fifotffiifit DD DRDPL ? （公式 288） 系 數(shù) J 操作工況下的 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 共 32 頁 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 5419571680 57168057114439538150 ?????????? fifo fifofitf pp DD DDDMJ ? （公式 289） 預(yù)緊工況 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 2442571680 57168057115018219600 ?????????? fifo fifofif aa DD DDDMJ ? （公式 290） ⑤ 法蘭厚度 操作工況下厚度 mmLJL pfp 22 ???????? （公式 291） 預(yù)緊工況下的厚度 mmJ afa 502 4 4 2 ???? （公式 292） 浮頭法蘭的公稱厚度取兩種工況下的大者 mmCC tsfpf ??????? ?? （公式 293） 所以假設(shè)的 90mm 符合要求。 （ 2） 外壓 球殼所需的有效厚度 假設(shè)封頭的名義厚度為 20mm mmCC tsne ??????? ?? （公式 257） 封頭的外徑 mmR o ???? （公式 258） 系數(shù) ??? eORA ? （公式 259） 查 文獻(xiàn) [2]— 1998 圖 6— 4 得系數(shù) B=157MPa 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 32 頁 封頭的許用外壓 ? ? MP aR BP eo ???? ? （公式 660） 滿足要求，所以可根據(jù)內(nèi)外壓的計(jì)算取封頭的厚度為 20mm。 應(yīng)力校核 a 只有管程設(shè)計(jì)壓力 ,殼程設(shè)計(jì)壓力為零 ,此時 MPaPt ? MPaPt 0? MPaPP td ?? ? ? ? ? M P aPPP tsc ???????? ? （公式 248） ][~ ????? trda PP ?? （公式 249） )()(~/~ 21312131 ??aPK （公式 250） 查 文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 共 32 頁 ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct184925)(111????????? ???????????? ?????? （公式 251） 故換熱管在此工況下安全 b 只有課程設(shè)計(jì)壓力，管程設(shè)計(jì)壓力為零，此時 MPaPt 0? MPaPt ? MPaPP sd ?? ? ? ? ? M P aPPP tsc ??????? ? ][~ ????? trda PP ?? )0 3 ()0 5 4 (~/~ 21312131 ??aPK 查 文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct 0 3 8 7 61 8 4 9 2 5)(111?????????? ??????????? ?????? 故換熱管在此工況下安全 c 殼程管程同時作用時 MPaPt ? MPaPt ? M PaPPP tsd ??? ? ? ? ? M P aPPP tsc ???????? ? ][~ ????? trda PP ?? )0 0 7 5 ()(~/~ 21312131 ??aPK 查 文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct 0 3 8 7 61 8 4 9 2 5)(111?????????? ???????????? ?????? 故換熱管在此工況下安全 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 32 頁 校核換熱管與管板連接的拉脫力 取換熱管軸向應(yīng)力 M Patt a x ?? ?? 拉脫力 ? ? MP aqMP adlaq t ???????? ?? （公式 252） 滿足要求 結(jié)論：在三種工況下，換熱管的軸向應(yīng)力以及換熱管與管板連接的拉脫力均滿足要求，所以取管板厚度 62mm。換熱管根數(shù) n=286，管熱管長度 tL =3000mm。 右端 管板的尺寸計(jì)算 （ 1） dP 為設(shè)計(jì)壓力，因不能保證 tP 、 sP 在任何情況下都能同時作用，故 dP淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 共 32 頁 應(yīng)取 tP 、 sP 中大值 , dP = sP = （ 2）設(shè)計(jì)溫度按 文獻(xiàn) [2]1998 的 及 文獻(xiàn) [1]的 規(guī)定，應(yīng)取不低于元件的金屬溫度 ,但在管板計(jì)算中無法保證管、殼程介質(zhì)同時作用 。材料為 ?MnR16 ，法蘭為 FM 6004，質(zhì)量 G=85kg。 強(qiáng)度削弱系數(shù) 170112][ ][ ??? tptrf ?? 接管有效厚度 mmCntet 7411 ????? ?? 開孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A )()1(2 mmfdA ret ??????????? ??? ② 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B 的計(jì)算如下： 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn ?? 所以 B 取 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 32 頁 外側(cè)有效高度 1h 的計(jì)算如下： 取小值?????? ???? mmh mmdh nt 10812120 11 ? 所以 1h 取 外側(cè)有效厚度 2h 的計(jì)算如下： 取小值???? ???? 0 22 h mmdh nt? 所以 2h 取 0 ③ 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 殼體有效厚度 mmCne 8412 ????? ?? 殼體多余金屬面積 1A 的計(jì)算如下： ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?2112mmfbBA reete??????????????? ????? 接管計(jì)算厚度 mmPdP ct ict ][2 ???? ???? ??? 接管多余金屬面積 2A 的計(jì)算如下： ? ?? ?2212 )(22 mmfChfhA retrtet ??????? ???? ??? 焊腳高度 h=6mm。 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mmdD A 1634 ??????? （公式 227） 考慮到厚度負(fù)偏差以及圓整以及表 文獻(xiàn) [4]361。其中蒸汽出入口和出液口的接管尺寸和公稱壓力相同，可一起計(jì)算 開孔直徑 mmCdd i 0 042) 1 4(2 ???????? （公式 213） mmDd i ??? 滿足等面積開孔補(bǔ)強(qiáng)的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行計(jì)算 （ 1） 殼程接管的 計(jì)算步驟如下： ① 開孔補(bǔ)強(qiáng)所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 查 文獻(xiàn) [2]接管材料使用 10 號鋼，在設(shè)計(jì)溫度 170℃下的許用應(yīng)力淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 32 頁 ? ? MPat 104?? ，殼體材料 Q345R 在設(shè)計(jì)溫度 170 ℃下的許用應(yīng)力MPatp 170][ ?? 。這里筒體直徑 600mm，開孔的最大直徑 d=300mm。根據(jù)文獻(xiàn) [4]表 314 和 文 獻(xiàn)[6] ，選取長頸對焊法蘭。 ? ?? ? ???t?? ? ?? ? MP aPMP aPP ctct ?????????? ?? 液壓試驗(yàn)產(chǎn)生的應(yīng)力 ? ? ? ?? ? MP aDPeeitt ??? ?????? ? ?? ? ? M P aM P at ????? 因此所選封頭的強(qiáng)度足夠。 封頭計(jì)算厚度 ? ? mmPDP ct c i ????? ???? ??? 封 （公式 211） 設(shè)計(jì)厚度 ????? Cd 封封 ?? （公式 212） 取名義厚度和殼體一樣，所以取 mmn 12?? ，根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備使用手冊》上冊，表 226，對于內(nèi)徑 600mm，厚度 12mm 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，曲面高度 150mm，直邊高度 40mm。 右端管箱的設(shè)計(jì) 分程 隔板 的設(shè)計(jì) 根據(jù) 文獻(xiàn) [1]表 31，隔板的最小厚度為 8mm，取隔板厚度 10mm。 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 32 頁 折流板板數(shù) 塊1111212503000 ?????N （公式 210） 根據(jù)浮頭換熱器的特點(diǎn)綜合考慮弓形折流板取 8 塊。 根據(jù) 參考 文獻(xiàn) [1]選取 219?? 的定距管，材料采用 10號鋼，長度按實(shí)際情況而定。 計(jì)算厚度 ? ? mmPDP ct ic ???? ???? ??? （公式 23）工藝要求需要取 計(jì)算壓力 cp 取設(shè)計(jì)壓力 ，以下計(jì)算皆如此 設(shè)計(jì)厚度 mmCd ????? ?? （公式 24） 根據(jù) 文獻(xiàn) [1]查得公稱直徑在 400mm 到 700mm 的浮頭換熱器殼體最小厚度不得低于 8mm，取名義厚度為 14mm 筒體的壓力試驗(yàn) 設(shè)備用 于非極度危害的介質(zhì)，所以不需要進(jìn)行氣密性 試驗(yàn)，但需要做液壓試驗(yàn)。 mmD i 5511922)120(25 ??????? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取筒體內(nèi)徑 mmDi 600? 筒體的壁厚 根據(jù)設(shè)計(jì)要求筒體材料選擇 Q345R，取設(shè)計(jì)壓力 。 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 32 頁 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 已知條件 表 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 管程 殼程 工作介質(zhì) 冷卻水 氫氣等 工作壓力 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)溫度 60 C? 170 C? 換熱面積 49m178。 節(jié)能減排 是國家 “十一五 ”規(guī)劃綱要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的關(guān)鍵和保證，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和保證經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的重要標(biāo)志，特種設(shè)備作為耗能大戶，同時也是環(huán)境污染的重要源頭、加強(qiáng)特種設(shè)備節(jié)能減排的任務(wù)任重道遠(yuǎn)。 淋水板或篩板冷凝器，目的是增大冷水與蒸汽的接觸面積。 冷凝器的類型和特點(diǎn) 冷凝器有蒸汽冷凝器和鍋爐用冷凝器 。根據(jù)中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要， “ 十一五 ” 期間我國經(jīng)濟(jì)增長將保持年均 ％的速度。盡管我國在部分重要換熱器產(chǎn)品領(lǐng)域獲得了突破，但我國換熱器技術(shù)基礎(chǔ)研究仍然薄弱。冷凝器常被用于空調(diào)系統(tǒng)，工業(yè)化工程序，發(fā)電廠 及其他熱交換系統(tǒng)中 。 關(guān)鍵詞： 換熱器 ； 強(qiáng)度設(shè)計(jì) ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要 The Design of Steam Condenser