【正文】 ?? Gtt DD? （公式 242） （ 12）系數(shù) C， weG 根據(jù) )()(~/~ 21312131 ??aPK 和 ??t? 在 文獻 [1]中查圖 23 和圖 24 得到 ?C ?weG (13)換熱管穩(wěn)定許用應力 cr][? 系數(shù) 163 5 ?????ts tr EC ?? （公式 243） 換熱管受壓失穩(wěn)當量長度 crL 根據(jù) 文獻 [1]圖 32 查得 mmL cr 5982250596 ??? （公式 244） 管子會裝半徑 淮海工學院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 32 頁 mmddi t )2219(1941)2(41 2222 ????????? ? （公式 245） 因為 crL /i=598/=Cr 所以 MP aC iL rcrtscr /12][ ??????? ??????????? ?? ?? （公式 246） （ 14）管板的計算厚度及名義厚度 計算厚度 mmPCD at ~ ????? （公式 247） 管板的計算厚度及名義厚度為計算厚度加結(jié)構(gòu)尺寸和腐蝕裕量管側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽為 5mm，腐蝕裕量為 ，取大值 5mm，殼側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽為 5mm，腐蝕裕量為 ，取大值 5mm。對應的螺柱為 22024?M ，數(shù)量為 32 個。材料與殼體一樣用 Q345R。按照工藝，接管如下表： 表 2 管口表 名稱 公稱尺寸 公稱壓力 連接標準 法蘭型式 連接面型式 蒸汽入口 ?? HG2061597 WN RF 蒸汽出口 ?? HG2061597 WN RF 出液口 ?? HG2061597 WN RF 冷卻水入口 ?? HG2061597 WN RF 冷卻水出口 ?? HG2061597 WN RF 排凈口 焊接 放空口 焊接 接管法蘭的設(shè)計 根據(jù)設(shè)計條件以及接管尺寸，管法蘭選用帶頸對焊法蘭，材料使用 16MnⅡ ，密封面型式為凸面。 管箱短節(jié)取和封頭厚度等厚，材料采用 Q345R。 分程隔板槽的槽深一般不小于 4mm，因此，取分程隔板槽的槽深為 5mm，寬度為 12mm。 確定折流板 折流板采用單弓形折流板和環(huán)形折流板，環(huán)形折流板充當支持板，提高管子的穩(wěn)定性， 防止換熱板產(chǎn)生過大的撓度 。根據(jù)國標 1501998查得設(shè)計壓力下許用 Q345R 許用應力 ??t? 為 170MPa。《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》確立了單位國內(nèi)生產(chǎn)總能源消耗降低 20%左右，主要污染物排放總量減少 10%為經(jīng)濟社會發(fā)展的約束性指標。 蒸汽冷凝器這種冷凝常應用于多效蒸發(fā)器末效二次蒸汽的冷凝，保證末效蒸發(fā)器的 真空度。與國外先進水平相比較，我國換熱器產(chǎn)業(yè)最大的技術(shù)差距在于換熱器產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究和原理研究，尤其是缺乏介質(zhì)物性數(shù)據(jù)，對于流場、溫度場、流動狀態(tài)等工作原理研究不足。 as to the non standard ponents, corresponding stress checking is needed after the design of the construction. Keywords: heat exchanger； strength design； structure design 目 錄 1 緒論?????????????????????????????? 1 換熱設(shè)備冷凝器過內(nèi)外研究現(xiàn)狀水平和發(fā)展趨勢 ??????? ??? 1 冷凝器的類型及特點 ?????????????????????? 1 2 換熱器的結(jié)構(gòu)計算 與強度校核 ???????????????????? 3 已知條件 ????????????????????????? 3 確定管子數(shù) ??????????????? ??????????? 3 殼體的內(nèi)徑和厚度???????????????????????? 4 拉桿的確定 ?????????????????????????? 5 確定折流板 ??????????????????????????? 5 右端管箱的設(shè)計 ????????????????????????? 6 接管和管法蘭的設(shè)計 ??????????????????????? 7 后端 管板的設(shè)計????????????????????????? 10 浮頭蓋的設(shè)計?????????? ???????????????? 15 右端管箱的設(shè)計???????????????????????? 22 側(cè)法蘭的設(shè)計 ???? ?? ??????????????????? 23 支座的設(shè)計與選擇??????????????????????? 27 吊環(huán)螺釘?shù)脑O(shè)計 ???????????????????????? 27 防沖板的設(shè)計 ????????????????????????? 28 滑道的設(shè)計 ?????????????????????????? 28 3設(shè)備 的維護與檢修????????????????????????? 29 設(shè)備的檢查??????????????????????????? 29 換熱器的清理和維護 ??????????????????????? 29 結(jié)論 ??????????????????????????????? 30 致謝 ??????????????????????????????? 31 參考文獻 ????????????????????????????? 32淮海工學院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 共 32 頁 1 緒論 換熱設(shè)備冷凝器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 冷凝器是一種用于冷卻流 體的換熱設(shè)備。本設(shè)計任務主要是根據(jù)已知條件選擇采用 浮頭式換熱器機的設(shè)計。還包括管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計、防沖擋板、滑道結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及支座設(shè)計。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器；二十世紀20 年代出現(xiàn)板式換熱器，并應用于食品工業(yè)； 30 年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。這些行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。 鍋爐用冷凝器，又稱 煙氣冷凝器 ，鍋爐使用煙氣冷凝器后，可有效節(jié)約生產(chǎn)成本，降低鍋爐的排煙溫度，提高鍋爐熱效率。 確定管子數(shù) 選用 )(219 mm?? ，長為 3m，材料為 10 號鋼管的換熱管。 淮海工學院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 32 頁 拉桿 與定距管 的確定 拉桿與管板螺紋連接的拉桿螺紋結(jié)構(gòu)如下圖 圖 2 拉桿與管板的連接 拉桿采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)，按 文獻 [1]表 43 和表 44 取拉桿直徑 12mm，拉桿數(shù)為 8，材料使用 圖 3 拉桿結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù) 文獻 [1]表 45 可知，拉桿公稱直徑為 mmd 12? 的拉桿，拉桿螺紋 公稱直徑 mmdn 12? ， mmLa 15? ， mmLb 50? ， bL 取 100mm。 折流板材料選用 Q235A 弓形折流板厚度取 8mm 環(huán)形折流板厚度取 14mm，內(nèi)圓直徑 335mm。質(zhì)量 45kg。材料為 ⅡMn16 ，法蘭為 FM 6004，質(zhì)量 G=85kg。 焊縫金屬截面積計算如下： 23 mmA ????? （公式 224） 有效補強面積 2321 1 8 5 1 64 8 0 3 mmAAAA e ??????? （公式 225） 需要補強的面積 24 1 6 31 8 5 61 6 1 9 mmAAA e ????? （公式 226） ④ 補強圈的設(shè)計 根據(jù)接管公稱直徑 DN100，參考 文獻 [4]取補強圈 D=200mm，內(nèi)徑 d=115mm。 后端 管板的設(shè)計 筒體法蘭與墊片的選擇 根據(jù)文獻 [4]表 314 和 文獻 [6] ，筒體法蘭選擇與管箱法蘭相同的長頸對焊法蘭。 管子的參數(shù)： 管子的外徑 d=19mm，厚度 t? =2mm。 浮頭蓋的設(shè)計 浮頭法蘭設(shè)置在浮頭式換熱器的浮頭端，我國 文獻 [1]標準提供了一種結(jié)構(gòu)形式的浮頭式換熱器，浮頭端為管板與浮頭法蘭和鉤圈呈夾持連接。 根據(jù) 文獻 [2]1998 中得 螺栓最大間距 淮海工學院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 共 32 頁 mmmdL fb 226)( 906232)( 62~ m a x ????????? ? 其中 bd 為螺栓孔直徑 其中 bD =635mm為法蘭螺栓圓直徑 螺栓最小數(shù)量 9226 ~ m a xm in ???? LDn b? 查 文獻 [2]表 9— 3 得螺栓的最小間距 min~L =46mm 螺栓最大數(shù)量 4446 ~m a x ???? m ixbLDn ? 因此可以取螺栓的數(shù)量為 20 個，型號 M20，由文獻 [5]表 10— 1，查得相應螺栓的螺紋小徑 1d = 每個 M20 螺柱的有效面積 2221 mmd ????? ? 實際螺栓總面積 24 6 9 3 4 mmA b ??? ③ 螺栓設(shè)計載荷 預緊狀態(tài)下的螺栓設(shè)計載荷 ? ? NAAW bbm 113368 52102 469661012 ?????? ? 操作狀態(tài)下的螺栓設(shè)計載荷 NWW p 1140909?? ④ 法蘭力矩 浮頭法蘭內(nèi)徑 根據(jù) 文獻 [1]，表 15 和圖 13 可知，可以取 mmb 31? ， mmbn ? 法蘭內(nèi)徑 ? ? ? ? mmbbDD nifi 1 ???????? 法蘭外徑 mmDD ifo 6 8 0806 0 080 ????? ???? ???? rc s i rc s i n1 ni fiR D ?? 作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的軸向分力 NPDF tfiD 8 1 9 0 1 7 17 8 8 22 ????? 流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力差 ? ? ? ? NPDDF tfiGT 8 2 2 9 7 15 9 97 8 8 2222 ??????? 窄面法蘭墊片壓緊力 Nb m PDF tGG 2 4 0 7 2 9 ??????? 淮海工學院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 共 32 頁 作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的徑向分力 Nc tgc tgFF Dr 1 2 0 0 6 3 3 9 8 5 61 ???? ? 螺栓中心至法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)的徑向距離 ? ? ? ? 322/5716352/ ????? fibD DDS mm 螺栓中心至 GF 作用位置處的徑向距離 ? ? mmDDS GbG 182/5 9 96 3 52/)( ????? 螺栓中心至 TF 作用位置處的徑向距離 ? ? ? ? mmSSS GDT 252/18322/ ????? rF 對法蘭環(huán)截面形心的力臂 mmlS nfr os2 14290c os22 1 ???????? ??? 管程壓力操作工況下的法蘭力矩 ? ? ? ?? ? ? ?mmNSFSSFSSFM rrGTTGDDp???????????????300594772212021331825822941832819016 （公式 294） 預緊法蘭力矩 Ga WSM ? =1133685 18=20406330 N﹒ mm 系數(shù) ? ? ? ? ? ? 5716801448 4 2222 ???? ????????fifotffiifit DD DRDPL ? 系數(shù) J 操作工況下的 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 4196571680 57168057114430059477 ?????????? fifo fifofitf pp DD DDDMJ ? 預緊工況 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 2735571680 57168057115020406330 ?????????? fifo fifofif aa DD DDDMJ ? ⑤ 法蘭厚度 操作工況下厚度 mmLJL pfp 22 ???????? 預緊工況下的厚度 mmJ afa 532 7 3 5 ???? 浮頭法蘭的公稱厚度取兩種工況下的大 者 mmCC tsfpf ??????? ?? 所