【正文】 F=12G = 1 2? = SFF F F?? 地震產(chǎn)生的力 1) 地震引起固定端鞍座橫向推力 2SF 2SFSF GC? G — 換熱器總質(zhì)量㎏， SC — 地震系數(shù)， ? 。㎜ 11) 地震引起滑動(dòng)鞍座處測(cè)向彎矩 1SsM 11SSsSM F H? = 1250? = ? N 71 20 . 4 1 0 0 0 5 . 1 9 1 02 1 2 1 0 0 0 1 2? ?????? ? ? ? ?15 .2 9 tMPa ??? 72 20 . 4 1 0 0 0 5 . 1 9 1 02 1 2 1 0 0 0 1 2? ?????? ? ? ? ?18 .0 4 tMPa ??? 210℃時(shí)， ? ? MPa? ? ，滿足要求。 綜上所述，所選鞍座完全符合承載要求。其余將在答辯時(shí)用多媒體予以演示。設(shè)置分程隔板時(shí)，選擇了拉伸后在對(duì)話框里又選擇了 方向 2 拉伸到一面 如圖 5— 4。 其余零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程不再作介紹，將在答辯時(shí)予以演示。 40 圖 5— 11 工程圖的生成 由于 SolidWorks 提供的生成的工程圖功能，不如 AutoCAD 的功能，很多地方需要修改，而且有時(shí)無(wú)法修改，例如用實(shí)體鏡像特征做成的零部件，在打刨面線時(shí)鏡像得來(lái)的實(shí)體無(wú)法與所 在實(shí)體區(qū)分。工作任務(wù)是比較繁重的，在實(shí)習(xí)過(guò)程中，見(jiàn)到最多的是固定管板式換熱器，卻未見(jiàn)到釜式設(shè)備，對(duì)于釜式換熱器的局部結(jié)構(gòu)始終無(wú)法想，關(guān)于釜式換熱器的介紹資料在圖書館 的資料庫(kù)里，找到的不多。 設(shè)計(jì)是符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，涉及計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。 設(shè)備設(shè)計(jì)包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各個(gè)組成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)和選型以及校核。具體步驟不在這里予以敘述，將在答辯時(shí)予以講述和說(shuō)明。選擇 圖 5— 7 圖 5— 8 邊線并單擊右鍵，轉(zhuǎn)換實(shí)體應(yīng)用，應(yīng)用 ，彈出對(duì)話框 確定 。在基體上開孔，選擇了它的右視基準(zhǔn)面，繪制草圖，選擇 。當(dāng)然，軟件本身也從在局限性，生成工程圖時(shí)，會(huì)有很多不盡人意的地方，但他提供的方便以及功能是我們機(jī)械設(shè)計(jì)人員求之不得的。 鞍座截面處圓筒最低點(diǎn)的周向應(yīng)力 5? 33 ? ?55k1 .5 6CieFb b R? ?? ? ｂ — 鞍座寬度，ｂ＝ 220 ㎜ 5Ｋ — 周向壓縮力系數(shù)， 5K ? ? ?5 0 .7 6 1 3 9 4 7 2 .22 2 0 1 .5 6 1 0 0 0 1 2? ??? ?? ＝－ 即 ? ?5 t??? ，因此計(jì)算滿足要求。 4) 滑動(dòng)鞍座處有效殼體最大彎矩 CSM ? ? ? ? 12 22CWS S SM M M???????? ? ? ? ? 122 27 7 73 . 1 5 1 0 0 . 4 2 1 0 3 . 2 1 0 N m m??? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? 12 22CSS S SM M M???????? ? ? ? ? 122 27 7 73 . 1 5 1 0 1 . 5 7 5 1 0 3 . 5 1 0 N m m? ? ? ? ? ? ? 取其中最大值 即 CSM = 10 N mm?? 5) 兩鞍座處有效殼體最大彎矩 1CM ? ? ? ? 12 221 1 1CWM M M???????? ? ? 12 27 2 74 . 6 1 0 0 4 . 6 1 0 N m m??? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? 12 221 1 1CSM M M???????? ? ? ? ? 122 27 7 74 . 6 1 0 2 . 3 1 0 5 . 1 4 1 0 N m m??? ? ? ? ? ? ????? 取其中最大值 即 1CM 4 10 N mm? ? ?。㎜ ? ?2221211 4 12 0044 66 9012miiRhLM F LhL???????????? = 10 N mm?? 71 10 ? ? ? = ? N1m 的 5%，即設(shè)備的總質(zhì)量為 ? ? 39。但一般都是成對(duì)選用，即選一個(gè) F型和一個(gè) S 型，以適應(yīng)溫度變化引起的伸縮，以減少溫差應(yīng)力。用來(lái)排布換熱管、將管程與殼程的流體分開，避免冷熱流體混合，并同時(shí)受管程壓力、殼程壓力和溫度的作用。如圖 3 18 — 2和圖 3— 3 所示，材料選用 20 號(hào)鋼。 3) 水進(jìn)出口開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)（ DN300） 17 由前面水蒸汽開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的計(jì)算得出，由于水進(jìn)出口的公稱直徑小于水蒸汽出口的公稱直徑，由此，也不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。取外徑 D=550 ㎜，公稱直徑 DN300，內(nèi)徑 d=329 的補(bǔ)強(qiáng)圈。規(guī)定不需要另行補(bǔ)強(qiáng)的接管外徑要小于或等于 89㎜，故 5個(gè)孔都需補(bǔ)強(qiáng)。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 ㎜。 ? ?12D S b e? ? ? D — 殼體計(jì)算內(nèi)徑，㎜； S — 管心距，㎜； b — 最外層的六角形對(duì)角線上的管數(shù)， b=29； e — 六角形最外層管中心到殼體內(nèi)壁距離，一般取 0(1~)ed? 。 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 。折流板的缺口應(yīng)盡量靠 近管排，此采用上下方向排列，可造成流體劇烈擾動(dòng)，以增大傳熱系數(shù)。 3） 管箱 管箱的作用是把從管道輸送來(lái)的流體均勻地分布到各換熱管內(nèi)，和把管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器，在多管程換熱器中，管箱還起到改變介質(zhì)的流向的作用，由于我采用的釜式換熱器的特殊結(jié)構(gòu)形式，我選用封頭管箱，并用兩程，隔板尺及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3— 3。 2) 管板 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一，用來(lái)排布換熱管、將管程與殼程的流體分開，避免冷熱流體混合，并同時(shí)受管 程壓力、殼程壓力和溫度的作用。 b) 管徑 采用標(biāo)準(zhǔn)管徑的換熱管。三維實(shí) 體輔助造型設(shè)計(jì)是利用軟件 SolidWorks 來(lái)完成的，包括各個(gè)零部件的造型設(shè)計(jì)、裝配體的設(shè)計(jì)和工程圖的生成。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，效益提高。在近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能、增效等方面改進(jìn)換熱器性能，在提高傳熱效率，減少傳熱面積，降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。設(shè)備設(shè)計(jì)包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各個(gè)組成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)和選型以及校核。隨著節(jié)約材料，節(jié)約能源的強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究的發(fā)展，光管 不斷受到?jīng)_擊，但是依據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)和考慮制造成本，依然選用光管。 e) 管束確定 估算單根換熱管面積 A ??4 ? ?tA d L???? A — 單根換熱管的面積㎡ d — 無(wú)縫鋼管直徑㎜ t? — 無(wú)縫鋼管壁厚㎜ ? ? 322 5 2 . 5 6 0 0 0 4 2 4 . 1 1 5 1 0A m m?? ? ? ? ? 所需的換熱管數(shù) n=FA F — 要求工藝換熱面積㎡， F=260 ㎡ 63260 10 614424 10n ???? 25? ㎜ ㎜的換熱管的拉桿至少需要 6根，故所需換熱管管數(shù)至多 608 根。從制造工況以及經(jīng)濟(jì)等方面考慮，我選用了強(qiáng)度焊。弓形折流板的圓缺率為 25%左右。它的名義外徑為 DN－ 6= ? ㎜。 殼體 1) 小端殼體直徑的計(jì)算 給予管板相連接的殼體，因此其厚度應(yīng)根據(jù)殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或大于管板布管最大圓的直徑，所以從管板直徑的計(jì)算可以確定殼體的內(nèi)徑。 n? = 20212 167. 4 ?? ? ?= ㎜ 16MnR 的負(fù)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??? ? ? ? ? ?。采用基于彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的等面積布強(qiáng)圈，主要用于補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的布強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算。 c) 補(bǔ)強(qiáng)圈的設(shè)計(jì) 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 D應(yīng)不大于有效寬度 B=650 ㎜。 c) 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 eA 殼側(cè)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(jì)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(jì)算至此，已經(jīng)可以得出蒸汽出口開空不再需要 另行補(bǔ)強(qiáng)。根據(jù)壓力不同，選用了不同的法蘭形式，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3— 1。 管板 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一。對(duì)于同一型號(hào)的鞍式支座又有固定鞍座（ F型）和滑動(dòng)鞍座 （ S 21 型）兩種。1 m m m m mm ? ? ? ? ?封 頭 管 板 筒 體 換 熱 管 法 蘭 ? ?2 2 2511 136 2101 1 11097 2 25 614 2 26 32 4704 4 4595 6650 1 .39 6 614 2857+++ +? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? = ㎏ 其它附件的質(zhì)量就取為 39。㎜， SFMM? 73 .1 5 1 0 0 .5SsM ? ? ? 10 N mm? ? ? 9) 地震引起兩鞍座間的彎矩 1SM 11S SM MC? 1M — 重量引 起在兩支座中間最大軸向彎矩， N 3) 固定鞍座出有效殼體最大彎矩 CFM ? ? ? ? 12 22CWF F FM M M???????? ? ? ? ? 122 27 7 73 . 1 5 1 0 0 . 4 2 1 0 3 . 2 1 0 N m m??? ? ? ? ? ? ????? 30 ? ? ? ? 12 22CSF F FM M M???????? ? ? ? ? 122 27 7 73 . 1 5 1 0 1 . 5 7 5 1 0 3 . 5 1 0 N m m? ? ? ? ? ? ? 取兩者中最大值 即 CFM 10 N mm? ? ? 。