【正文】 而且由于固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的，因此管束可以從殼體中抽出，便于清洗和檢修，因此其應(yīng)用較廣泛。由JB/T4715—92表1，P22選用?25，20鋼，P26選擇換熱器基本參數(shù)：型號說明:表23換熱器基本參數(shù)筒體公稱直徑DN mm換熱管根數(shù)n中心排管數(shù)nc管程流通面積m280036615筒公稱壓力Mpa換熱管長度L mm管程數(shù) N傳熱面積 m260002管中心距 mm換熱管尺寸規(guī)格折流板間距B mm排列方式32?25240正方形旋轉(zhuǎn)45○（1）管程對流傳熱系數(shù)αi管程流體的流速：uc=wρA=1360293600994=雷諾數(shù)：Rei=duρμ==18125（湍流）普蘭特準(zhǔn)數(shù)：Pri=Cpiu?i=103=聯(lián)立：αi===3419W/(m2℃)(2)殼程對流傳熱系數(shù)αo由《化工原理》式477a計算α0=(μμw)取換熱器列管中心距t=32mm。?P0的檢驗 參考[4]《換熱器設(shè)計手冊》P81頁運用埃索法計算殼程壓強降：?Ps=（?P1+?P2）FsNs其中：?P1——流體橫過官束的壓強降，Pa?P2 ——流體通過折流板缺口的壓強降，PaFs ——殼程壓力降的結(jié)垢修正系數(shù)，對液體=F——管子排列方式對壓強降的修正系數(shù)，轉(zhuǎn)置正方形排列，F(xiàn)=f0——殼程流體摩擦系數(shù)，當(dāng)Re500 時，f0==Nb ——折流板數(shù)目nc ——因為按正方形排列，所以nc=15h——折流板間距，殼程流體面積:A0=hDncd0==殼程流速:u0=VsA0=250003600825=雷諾數(shù):Reo=douoρμ0=103=4625Reo=4625＞4000,所以為湍流所以：?P1=Ff0ncNb+1ρu022=24+1825=?P2==24825=1159Pa∑?P0=+11591=10kPa所以殼程壓強降滿足設(shè)計要求。鋼板的計算厚度：根據(jù)HG205801998的規(guī)定，一般的容器，換熱器等壽命不少于8年，,本設(shè)計中取腐蝕余量C2=2mm。 多程管箱中，管箱上各相鄰的焊縫間距離必須大于或等于4s且大于或等于50mm。檢查：=12mm時，[σ]t 無變化且滿足封頭選型時的假設(shè)，因此取封頭名義厚度=12mm滿足設(shè)計要求。為了增大墊片的彈性和回彈性，金屬帶與非金屬填充帶均軋制成波形，有四種結(jié)構(gòu)形式： A型又稱基本型，不帶加強環(huán)，用于槽密封面； B型帶內(nèi)加強環(huán)，用于凹凸密封面； C型帶外加強環(huán)，用于平面密封面； D型內(nèi)外均有加強環(huán)，用于平面密封面。就普通螺紋來說，~，采用A型螺柱，其危險截面上的附加熱應(yīng)力要比B型螺柱上的附加熱應(yīng)力值大。 對于受拉螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計準(zhǔn)則是保證螺栓的精力或疲勞拉伸強度；對于受剪螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼和面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計準(zhǔn)則是保證連接的擠壓強度和螺栓的剪切強度，其中連接的擠壓強度對連接的可靠性起決定作用。c． 切向應(yīng)力，符合設(shè)計要求d． 組合應(yīng)力 符合選用要求。（1）管程壓力Pt作用下(內(nèi)壓)浮頭蓋的計算參看GB1511999，查JB/T47672002鋼制壓力容器用封頭要100%射線探傷取=.A球冠形封頭計算厚度（材料16MnR） = （?。? 根據(jù)GB6654《壓力容器用鋼板》規(guī)定：對于16MnR鋼板可取厚度負(fù)偏差，取腐蝕裕量，厚度附加量。鉤圈的材質(zhì)一般與浮動管板相同，選用鍛件16Mn。它或者與筒體直接相焊（固定管板式換熱器），或者被夾持在兩法蘭之間，起著管、殼程之間隔板和固定管板式換熱器的雙重作用。管束無量綱剛度C．確定管板設(shè)計壓力由于不能保證和在任何情況下都同時作用，故D．管壁厚度的確定 無量綱壓力按；根據(jù)《換熱器設(shè)計手冊》，查圖1824得C=查圖1825得=管板計算厚度及名義厚度 根據(jù)GB151規(guī)定，用于易燃易爆介質(zhì)場合，管板的最小厚度應(yīng)不小于換熱管的外徑25mm；同時管板的名義厚度應(yīng)不小于下列三部分之和。查JB/T47462002，附錄B，得DN=900mm，總深度H=225mm，內(nèi)表面積A=，容積V=；由及已知條件可計算出 h=25mm標(biāo)記： EHA90011216MnR JB/T47462002由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管，例如在此浮頭式換熱器管箱處開管程進出口接管孔，在筒體上開進出口接管孔。 B）管程流體進出口接管，取管程循環(huán)水的流速為u=2m/s,則接管內(nèi)徑為 =157mm去標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為150mm。內(nèi)側(cè)有效高度 取其中的小值，故。它起著改變介質(zhì)流向，縮小單程流通面積，延長流動距離，增加換熱時間的作用。取弓形流板材料為Q235A，而弓形流板切去圓缺的高度為殼體內(nèi)徑的20℅則切去的圓缺高度為根據(jù)《換熱器設(shè)計手冊》當(dāng)L=6000mm時可選取折流板間距，則折流板數(shù)數(shù)量為N=24塊，這樣可以同時兼具折流板和支撐作用。8 防短路結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）旁路擋板設(shè)計 旁路擋板與折流板相焊接，其厚度與折流板相同為5mm，數(shù)量為2對擋板；焊接結(jié)構(gòu)如下：圖314 旁路擋板焊接結(jié)構(gòu)2）擋管的設(shè)計 擋管規(guī)格與換熱管相同，在中間隔板槽設(shè)置3根，與折流板焊接固定；其伸出第一塊和最后一塊折流板的長度均取為50mm。參考文獻[1]GB1501998 鋼制壓力容器[2]GB1511999管殼式換熱器[3] [4][5] JB47211992 外頭蓋側(cè)法蘭[6] JB/T47032000 長頸對焊法蘭[7] JB/T471492 浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)[8] JB/T47462002 鋼制壓力容器用封頭[9] JB/T4700～47072000 壓力容器法蘭[10] JB/T4719管殼式換熱器用纏繞墊片[11] JB/T472192 外頭蓋側(cè)法蘭[12] JB/T472092管殼式換熱器用非金屬墊片[13] JB/T471292 鞍式支座[14] HG205811998 鋼制化工容器材料選用規(guī)定[15] HG205831998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定[16] HG205841998 鋼制化工容器制造技術(shù)規(guī)定[17] HG205801998 鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定[18] TCED410022000 化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求[19] HG20592～2063597 鋼制管法蘭、墊片、緊固件[20] 潘紅良， 華北理工大學(xué)出版社[21] 王建安 內(nèi)蒙古大學(xué)出版社[22] 巨勇智 國防工業(yè)出版社[23] 秦叔經(jīng)、[24] 王昆、何小柏、[25] 致謝經(jīng)過兩個多月時間努力，我們終于完成了設(shè)計。64。這就鍛煉了我們查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；設(shè)計時還要從技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理以及操作上的安全性三方面進行考慮，綜合全面的分析操作條件的改變和參數(shù)的變化對設(shè)計的影響，正確選擇設(shè)計參數(shù)，同時，還要考慮操作維護和環(huán)境保護等方面問題。包角重型（BⅠ）焊制、雙筋、帶墊板鞍式支座結(jié)構(gòu)。圖312（2）折流板的厚度計算 因為折流板的厚度與換熱管無支撐跨距及殼體直徑有關(guān)，查GB1511999表34得：取換熱管無支撐跨距l(xiāng)=400mm，則。若10mm，則密封面處應(yīng)削邊至10mm。圖310 開孔補強面積分布 因封頭上接管的公稱直徑和材料與筒體上接管一樣，且封頭的計算厚度與筒體計算厚度相差甚微，故其補強計算與筒體補強結(jié)果相同1 拉桿設(shè)計因換熱管徑為Φ25mm，宜采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)形式，拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。所以需進行補強。局部補強結(jié)構(gòu)，主要有補強圈補強、厚壁接管補強和整鍛件補強三種形式。根據(jù)管板得到的名義厚度，重復(fù)B，C，D，使得管子有效長度對應(yīng)與管板厚度。 由于考慮到了裝拆、清洗要方便，查GB1511999, ,管板與殼體、管箱的連接選用a型連接方式（可拆式管板夾持型），即管板通過墊片與殼程法蘭和管箱法蘭連接；其管板與殼體、管箱的連接具體下圖所示。圖37換熱管選用20鋼，φ25，為Ⅱ級管束。 筒體的有效厚度B受內(nèi)壓浮頭法蘭厚度計算 GB1511999 表47①法蘭力矩a 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩力臂則b 操作狀態(tài)下的法蘭力矩 查JB/T472192表1浮頭法蘭的厚度，因浮頭法蘭的計算厚度尚未計算出，先取，計算出再進行校核。浮頭蓋的計算包括球冠形封頭、浮頭法蘭的計算，且應(yīng)分別按管程壓力Pt作用和殼程壓力Ps作用下進行內(nèi)壓和外壓的設(shè)計計算，取其大者為計算厚度，在浮頭式換熱器中的浮頭，一般采用鉤圈式浮頭，浮頭鉤圈采用剖開型式，這樣便于裝拆，在設(shè)計浮頭蓋前，我們應(yīng)詳細了解和計算鉤圈式浮頭的結(jié)構(gòu)和尺寸，詳細結(jié)構(gòu)見圖37所示圖35 B型鉤圈式浮頭的圖35 B型鉤圈式浮頭按GB1511998 查，表14，取b=4mm；查表15，取墊片寬度，；則；C安裝及擰緊浮頭螺母所需空間尺寸，應(yīng)考慮在各種情況熱膨脹量，宜不小于60mm。螺栓的其他部分和螺母，墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強度條件及使用經(jīng)驗規(guī)定的，通常都不需要進行強度計算，可按照螺栓螺紋的公稱直徑由標(biāo)準(zhǔn)中選定。選用等長雙頭螺柱，由JB/T47002000，表2，螺柱材料選用40Cr，螺母材料選用45鋼。標(biāo)記：墊片 B51—800— JB/T47052000這種連接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓連接的場合，例如被連接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比較軟（例如用鋁鎂合金制造的殼體），且需要經(jīng)常拆裝時，往往采用雙頭螺柱連接。最大允許壓力： [Pw]= 2δeσt?KDt+==厚度校核： 取試驗溫度為150℃，管箱材料為16MnR，鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6654，使用狀態(tài)：熱軋正火，查得[σ]=170Mpa。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭是由半個橢球面和短圓筒組成。鋼板的有效厚度：鋼板的有效厚度為其名義厚度減去腐蝕余量與鋼板厚度負(fù)偏差。 ③、選擇筒體材料 選擇筒體材料必須考慮筒體材料的經(jīng)濟型，實用性，以及材料本身的抗腐蝕性和機械加工性能等許多方面因素，在本設(shè)計中，在設(shè)計方案中已經(jīng)確定筒體材料為16MnR，采用鋼板卷制而成，16MnR鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654在設(shè)計溫度t=150℃時，查得16MnR的許用應(yīng)力為 δ=616mmσb=510MPaσs=345MPaσt1=170MPa1636mmσb=490MPaσs=325MPaσt1=163MPa2660σb=470MPaσs=305MPaσt1=157MPaδ=PcDi2σt?Pc其中pc——設(shè)計壓力，MPaDi——殼體內(nèi)徑，mmδ——計算厚度，mm?——焊接接頭系數(shù)σt——材料在設(shè)計溫度的許用應(yīng)力，MPa焊接接頭形式焊接接頭系數(shù)?全部無損檢測局部無損檢測雙面焊對接接頭和相當(dāng)與雙面焊的全焊透對接接頭?=1?=單面焊對接（沿焊接接頭根部全長有緊貼基本金屬墊片）?=?=