【正文】 筒的最大允許工作壓力按公式 ： 2 2 185 900 tew ieP MpaD? ? ???? ? ? ????? ? ? ??? ?? 則有： P Mpa?????? 滿足強度和壓力要求，故取 ?n = 14mm符合設計要求。 表 管箱封頭設計條件 部件 材料 設計 溫度℃ 設計 壓力 Mpa 許用應力??t? Mpa 焊縫 系數(shù) ? C1 mm C2 mm 管箱 封頭 Q345R 83 185 4 表 蓋封頭設計條件 部件 材料 設計 溫度℃ 設計 壓力 Mpa 許用應力??t? Mpa 焊縫系數(shù) ? C1 mm C2 mm 外頭蓋封頭 Q345R 83 185 4 符號規(guī)定 ： Di—— 封頭內直徑， mm； 廣東石油化工學院?？飘厴I(yè)設計：蒸餾塔冷凝器的機械設計 24 D0—— 封頭外直徑（ 2o i nDD??? ),mm； h1—— 封頭曲面深度， mm； h2—— 封頭質變高度， mm； A—— 封頭內表面積， ㎡ ； V —— 封頭容積， m3； m —— 封頭質量，㎏； cp —— 計算壓力 ， MPa； ? ?WP —— 最大允許工作壓力， MPa； ? —— 封頭計算厚度， mm； e? —— 封頭有效厚度， mm； n? —— 封頭名義厚度， mm； ? —— 設計溫度下封頭材料的計算應力， MPa； ??t? —— 設計溫度下封頭材料的許用應力 ,MPa； ? —— 焊接接頭系數(shù)。 設計溫度下封頭的計算應力按公式 ： ? ? ? ?2 0 . 5 8 2 1 0 0 0 9 . 4 4 9 . 7 0 . 8 5c t eePD Mpa?? ?? ? ? ? ?? ? ??? 則有： 1 8 5 0 . 8 5 1 5 7 . 3t Mpa? ? ???? ? ? ? ??? 該封頭滿足強度要求，故取 n? = 14mm 符合設計要求 管板計算與校核 管板的厚度計算 符號規(guī)定： Ad —— 在布管區(qū)范圍內，因設置隔板槽和拉桿結構的需要，而未能被換熱管支承的面積， 2mm ；例如多管程管板， 對于正方形排列 : ? ?SSSnA nd ?? 39。 000. 15 0. 15 10 00 1. 5et D mm? ? ? ? ? 故該標準橢圓形封頭的名義厚度 ?n = 14mm合適。橢圓形封頭應力分布比較均勻，且深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中應用較多的封頭之一。 表 碳素鋼和低合金鋼圓筒的最小厚度 公稱直徑 400～ ≤ 700 ＞ 700～ ≤ 1000 ＞ 1000～ ≤ 1500 ＞ 1500～ ≤ 2021 ＞ 2021～ ≤ 2600 浮頭式， U形管式 8 10 12 14 16 殼體圓筒設計條件如表 。 cP —— 計算壓力 ,MPa。 根據(jù) HG205922021 選用的纏繞式墊片， 0Cr18Ni9 金屬帶和柔性石墨。 接管法蘭 根據(jù) GB1501999 的規(guī)定，筒體開孔時，當其 iD ? 1500mm 時， 其最大直徑 d? ，且 d mm425? 。 根據(jù)表 所對應的換熱管外徑Φ 25，確定拉桿直徑為 16mm。 常用的折流板和支持板的形式有弓形和圓盤 圓環(huán)形兩種，弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形三種，各種形式折流板見圖 。脹接結構制造簡單，管 子的更換和修補容易，所以應用較廣。 對于正方形排列，在一定的管板面積上可排列的管數(shù)最少，但它易于清掃，故在易于生成污垢，需將管束抽出清洗的場合得到一定的應用，浮頭式和填料函換熱器中采用這種排列較多。由于走管程的介質是輕柴油，黏度較小，選用較小的管徑，故本換熱器中選擇 ? 25? 規(guī)格的換熱管，由表 查得， 換熱管中心距為 32，分程隔板槽兩側相鄰管中心距 44。為使制造、維修和操作方便，一般采用偶數(shù)管程。但由于具備上述特點，適用于管、殼壁溫差較大和介質易結垢需要清洗的場合，因此石油化工系統(tǒng)裝置中有大量的應用。根據(jù) HG2061497鋼制管法蘭、墊片、緊固件選配規(guī)定，選用纏繞墊片，墊片材料選用柔性石墨作為填充帶材料，根據(jù) GB /T 47052021 選用 06Cr19Ni10 作為加強環(huán)材料。 本次設計螺柱與螺母選擇的材料是： 30CrMoA， 35CrMoA 法蘭 高壓容器的平蓋、端部法蘭、中（低）壓設 備的法蘭及接管法蘭等常用鍛件制成。主要用于建筑、橋梁工程上質量要求較高的焊接結構件 。 圖 填料函式換熱器廣東石油化工學院?？飘厴I(yè)設計：蒸餾塔冷凝器的機械設計 6 第 三 章 換熱器 設計主要參數(shù)與材料選擇 設計條件 表 換熱器初始條件 殼程 管程 程數(shù) 1 2 介質 MTBE 循環(huán)水 工作壓力 MPa 設計壓力 MPa 設計溫度 C0 83 60 入口溫度 C0 63 33 出口溫度 C0 54 40 焊縫系數(shù) ? = 換熱面積 2m 0F =217 換熱器 材料選擇 壓力容器用鋼的基本要求是有較高的強度，良好的塑性、韌性、制造性能和與介質相容性。管程流體（ B流體）從管箱進口管流入，通過內插管到達外套管的底部，然后返回，通過內插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。 特點：結構簡單，造價低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結垢的物料。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管 束中往返多次，這稱為多管程；同樣。 c)其他型式換熱器 這類換熱器是指一些具有特殊結構的換熱器，一般是為滿足某些工藝特殊要求而設計的，如石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器和熱管換熱器等。蓄熱式換熱器結構緊湊、價格便宜、單體體積傳熱面積大，故較適合用于氣 氣熱交換的場合。世界各國十分重視傳熱強化和熱能回收利用的研究和開發(fā)工作，開發(fā)適用于不同工業(yè)過程要求的高效能換熱設備來提高工業(yè)生產經濟效益，并取得了豐碩成果。 30 年代末，瑞典又制造出第一臺板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在化工廠中，換熱設備的投資約占總投資的 10%～ 20%；在煉油廠中，約占總投資的 35%～ 40%。 研究的目的和意義 隨著現(xiàn)代新工藝、 新技術、新材料的不斷開發(fā)和能源問題的日趨嚴重 ，世界各國已普遍把石油化工深度加工和能源綜合利用擺到十分重要的位置。浮頭式換熱器 主要由管箱、管板、殼體、換熱管、折流板、拉桿、定距管、鉤圈、浮頭蓋等零部件組成。 關鍵詞： 浮頭式換熱器、 機械設計、強度校核 II 目錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 工程背景 ..................................................................................................................... 1 研究的目的和意義 ...................................................................................................... 1 第二章 換熱器介紹 .................................................................................................................. 2 換熱器的應用及發(fā)展 ................................................................................................. 2 換熱器的主要分類 ..................................................................................................... 3 換熱器的分類及特點 ....................................................................................... 3 管殼式換熱器的分類及特點 .......................................................................... 4 第三章 換熱器設計主要參數(shù)與材料選擇 .............................................................................. 6 設計條件 ..................................................................................................................... 6 換熱器材料選擇 ......................................................................................................... 6 鋼板 .................................................................................................................. 6 鋼管 .................................................................................................................. 6 螺柱和螺母 ...................................................................................................... 7 法蘭 .................................................................................................................. 7 容器法蘭墊片 .................................................................................................. 7 拉桿、定距管 .................................................................................................. 7 鞍座 .................................................................................................................. 7 第四章 換熱器結構型式選擇 .................................................................................................. 8 換熱器結構型式的選擇 .............................................................................................. 8 前端管箱 ................