換熱器及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 鉤圈鉤圈的型式查GB151可知選為B型鉤圈，其圖示如下：而其設(shè)計(jì)厚度可按下式計(jì)算： 其中：——鉤圈設(shè)計(jì)厚度，mm； ——浮動(dòng)管板厚度，mm；則。y=。 鉤圈式浮頭 本浮頭式換熱器浮頭端采用B型鉤圈式浮頭，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖所示，而浮頭蓋采用了球冠形封頭。────法蘭有效厚度；────法蘭頸部小端有效厚度；────法蘭頸部大端有效厚度；────系數(shù)；；────系數(shù)；；────法蘭頸部軸向應(yīng)力；────法蘭頸部徑向應(yīng)力；────法蘭頸部切向應(yīng)力；────常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力；────設(shè)計(jì)溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力；────常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力；────設(shè)計(jì)溫度下法蘭材料的許用應(yīng)力；────常溫下圓筒材料的許用應(yīng)力；────設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力；（1）墊片采用D＝654mm，d=622mm,δ=3mm的金屬包墊片。 前端管箱開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別：①補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)GB150表81，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑是，本開(kāi)孔外徑為159mm，因此需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 由于管程與殼程出入口公稱直徑分別250mm為150mm，按照厚度系列，可選接管的規(guī)格分別為和，接管的材料選為20號(hào)無(wú)縫鋼管。②外頭蓋厚度計(jì)算和水壓試驗(yàn)由于殼體的最高工作壓力是Pm=，所以殼體屬于外壓封頭，按外壓封頭設(shè)計(jì)。表41 DN600標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭參數(shù)DN(mm)總深度H(mm)內(nèi)表面積A(㎡)容積(m3) 封頭質(zhì)量（㎏）600175 前端管箱封頭水壓試驗(yàn)時(shí)，為保證耐壓試驗(yàn)時(shí)容器材料處于彈性狀態(tài)，前端管箱封頭的最大許用工作壓力Pw有下式計(jì)算：Pc=所以，封頭的名義厚度合格， 后端管箱厚度計(jì)算與強(qiáng)度校核由于是浮頭式換熱器設(shè)計(jì)，因此其后端管箱是浮頭管箱，又可稱外頭蓋。殼體按外壓圓筒設(shè)計(jì)，假設(shè)殼體的名義厚度，則殼體的有效厚度。前端管箱法蘭與殼體連接處的管板上設(shè)置兩個(gè)吊耳。重復(fù)以上步驟的管板的名義厚度是。本換熱器由于壓力不高，所以采用B型管箱。根據(jù)GB15189規(guī)定，防沖板在殼體內(nèi)的位置，應(yīng)使防沖板周邊與殼體內(nèi)壁所形成的流通面積為殼程進(jìn)口接管截面積的1～。 拉桿、定距桿、拉桿孔 拉桿的結(jié)構(gòu)形式折流板與支持板一般均采用拉桿與定距管等元件與管板固定，其固定形式有如下幾種：①采用全焊接方式；②采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)；③螺紋與焊接相結(jié)合；④定距螺栓拉桿圖33 拉桿的結(jié)構(gòu)形式拉桿的參數(shù)表拉桿的直徑d拉桿螺紋公稱直徑dn LaLbb拉桿的數(shù)量161620≥6024 拉桿直徑、數(shù)量和尺寸①拉桿直徑和數(shù)量：根據(jù)GB151－89表323和表324規(guī)定，拉桿直徑d＝16mm，拉桿數(shù)量最少為4根取5根。 折流板的材料的選取殼程設(shè)計(jì)溫度80℃設(shè)計(jì)壓力Pc＝,根據(jù)GB1501998選取Q235B鋼板為折流板材料。 換熱管布管限定圓布管限定圓根據(jù)GB151表38確定。2. 換熱器的工藝條件與選型 換熱器的工藝條件設(shè)計(jì)條件 殼程 管程工作介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力工作壓力設(shè)計(jì)溫度介質(zhì)特性換熱面積 烴 循環(huán)水 80℃ 60℃易爆 /78㎡ 換熱器的選型根據(jù)換熱器流體的性質(zhì)和各種管殼式換熱器的特點(diǎn)，本回收塔冷卻器選用浮頭式換熱器。1. 緒論換熱設(shè)備是化工、煉油、食品、輕工、能源、制藥機(jī)械及其他許多工業(yè)部門廣泛使用的通用設(shè)備。3. 換熱器的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱管的材料、形式及尺寸回收塔冷卻器采用光管，因?yàn)楣夤芗庸し奖?、價(jià)格便宜。=600＜1000，b＞3,取b=4，取b1=3, b2=bn+=且=,∴bn≥10, ∴b2==6002（3++4）=559mm 管程數(shù)和殼程數(shù)及形式管程數(shù)有1～8程幾種，常用的為2或4管程。 折流板的布置本回收塔冷卻器殼程介質(zhì)為烴，含有少量液體，則在缺口朝上的折流板最低處開(kāi)設(shè)通液口，結(jié)構(gòu)如圖32a所示。②拉桿尺寸：拉桿的鏈接尺寸按GB15189圖330和表323確定。 導(dǎo)流筒導(dǎo)流筒作用是增加換熱管的有效換熱長(zhǎng)度，提高換熱效率，在換熱器殼程進(jìn)出料口距管板較遠(yuǎn)時(shí)，流體在管板附近易產(chǎn)生死區(qū)，影響傳熱，為減少流體的停滯區(qū)可設(shè)置導(dǎo)流筒來(lái)實(shí)現(xiàn)。 分程隔板根據(jù)GB15189表31規(guī)定，PN≤600時(shí)，碳素鋼和低合金鋼材料的隔板厚度不小于8mm，高合金鋼材料的隔板厚度不小于6mm，本裝置采用Q235B，厚度取8mm。 換熱管的軸向應(yīng)力 換熱管的軸向應(yīng)力在一般情況下，應(yīng)按下列三種工況分別計(jì)算：①殼程設(shè)計(jì)壓力，管程設(shè)計(jì)壓力： ；明顯地，；②管程設(shè)計(jì)壓力，殼程設(shè)計(jì)壓力： ；；明顯地，；③殼程設(shè)計(jì)壓力與管程設(shè)計(jì)壓力同時(shí)作用：；；明顯地。4 換熱器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核 圓筒殼體和管箱材料的選擇℃，℃，所以換熱器屬于常規(guī)容器，故在此綜合成本、使用條件等的考慮，選擇Q345R為殼體與管箱的材料。有圓筒殼體的長(zhǎng)度L和外徑得：查GB150圖62得A=，則 E────是殼體材料在設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量。外頭蓋的內(nèi)直徑為D=Di+100=700mm，這可在“浮頭蓋計(jì)算”部分看到。殼體的設(shè)計(jì)壓力Pc==。 殼體上開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 1補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別①補(bǔ)強(qiáng)判別：根據(jù)GB150表81，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑是，本開(kāi)孔外徑為273mm，因此需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。②開(kāi)孔直徑，滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。由GB150－1998 表9－2查得：墊片系數(shù)m=,比壓力y=①墊片的有效密封寬度基本密封寬度b0＝N/2==16mm 根據(jù)GB150－1998，當(dāng)bO，②墊片壓緊力作用中心圓直徑當(dāng)bO，墊片壓緊力作用中心圓直徑DG＝D2b==③墊片壓緊力預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=Fa===1250000N④操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力FG=FP===74800N（2）螺栓①螺栓的布置根據(jù)GB1501998的表93，選取法蘭徑向尺寸，螺栓最小間距。1外頭蓋側(cè)法蘭；2外頭蓋側(cè)
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