【正文】 ?? （公式 249） )()(~/~ 21312131 ??aPK （公式 250） 查文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG . .. ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct184925)(111????????? ???????????? ?????? （公式 251） 故換熱管在此工況下安全 b 只有課程設(shè)計(jì)壓力，管程設(shè)計(jì)壓力為零，此時(shí) MPaPt 0? MPaPt ? MPaPP sd ?? ? ? ? ? M P aPPP tsc ??????? ? ][~ ????? trda PP ?? )()(~/~ 21312131 ??aPK 查文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct 0 3 8 7 61 8 4 9 2 5)(111?????????? ??????????? ?????? 故換熱管在此工況下安全 c 殼程管程同時(shí)作用時(shí) MPaPt ? MPaPt ? M PaPPP tsd ??? ? ? ? ? M P aPPP tsc ???????? ? ][~ ????? trda PP ?? )0 0 7 5 ()(~/~ 21312131 ??aPK 查文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG ? ?? ? M P aM P aGAAPPPtrwettsct 0 3 8 7 61 8 4 9 2 5)(111?????????? ???????????? ?????? 故換熱管在此工況下安全 . .. 校核換熱管與管板連接的拉脫力 取換熱管軸向應(yīng)力 M Patt m a x ?? ?? 拉脫力 ? ? MP aqMP adlaq t ???????? ?? （公式 252） 滿足要求 結(jié)論：在三種工況下，換熱管的軸向應(yīng)力以及換熱 管與管板連接的拉脫力均滿足要求，所以取管板厚度 62mm。 右端管板的尺寸計(jì)算 （ 1） dP 為設(shè)計(jì)壓力，因不能保證 tP 、 sP 在任何情況下都能同時(shí)作用，故 dP. .. 應(yīng)取 tP 、 sP 中大值 , dP = sP = （ 2）設(shè)計(jì)溫度按 文獻(xiàn) [2]1998 的 及 文獻(xiàn) [1]的 規(guī)定，應(yīng)取不低于元件的金屬溫度 ,但在管板計(jì)算中無法保證管、殼程介質(zhì)同時(shí)作用 。 強(qiáng)度削弱系數(shù) 170112][ ][ ??? tptrf ?? 接管有效厚度 mmCntet 7411 ????? ?? 開孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A )()1(2 mmfdA ret ??????????? ??? ② 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B 的計(jì)算如下： 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn 022 022?? 所以 B 取 . .. 外側(cè)有效高度 1h 的計(jì)算如下： 取小值?????? ???? mmh mmdh nt 10812120 11 ? 所以 1h 取 外側(cè)有效厚度 2h 的計(jì)算如下： 取小值???? ???? 0 22 h mmdh nt? 所以 2h 取 0 ③ 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 殼體有效厚度 mmCne 8412 ????? ?? 殼體多余金屬面積 1A 的計(jì)算如下： ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?2112mmfbBA reete??????????????? ????? 接管計(jì)算厚度 mmPdP ct ict ][2 ???? ???? ??? 接管多余金屬面積 2A 的計(jì)算如下： ? ?? ?2212 )(22 mmfChfhA retrtet ??????? ???? ??? 焊腳高度 h=6mm。其中蒸汽出入口和出液口的接管尺寸和公稱壓力相同，可一起計(jì)算 開孔直徑 mmCdd i 0 042) 1 4(2 ???????? （公式 213） mmDd i ??? 滿足等面積開孔補(bǔ)強(qiáng)的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行計(jì)算 （ 1）殼程接管的 計(jì)算步驟如下： ①開孔補(bǔ)強(qiáng)所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 查 文獻(xiàn) [2]接管材料使用 10 號鋼，在設(shè)計(jì)溫度 170℃下的許用應(yīng)力. .. ? ? MPat 104?? ， 殼 體 材 料 Q345R 在 設(shè) 計(jì) 溫 度 170 ℃ 下 的 許 用 應(yīng) 力MPatp 170][ ?? 。根據(jù)文獻(xiàn) [4]表 314 和 文獻(xiàn)[6] ，選取長頸對焊法蘭。 封頭計(jì)算厚度 ? ? mmPDP ct c i ????? ???? ??? 封 （公式 211） 設(shè)計(jì)厚度 ????? Cd 封封 ?? （公式 212） 取名義厚度和殼體一樣，所以取 mmn 12?? ，根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備使用手冊》上冊，表 226，對于內(nèi)徑 600mm，厚度 12mm 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，曲面高度 150mm，直邊高度 40mm。 . .. 折流板板數(shù) 塊1111212503000 ?????N （公 式 210） 根據(jù)浮頭換熱器的特點(diǎn)綜合考慮弓形折流板取 8 塊。 計(jì)算厚度 ? ? mmPDP ct ic ???? ???? ??? （公式 23）工藝要求需要取計(jì)算壓力 cp 取設(shè)計(jì)壓力 ，以下計(jì)算皆如此 設(shè)計(jì)厚度 mmCd ????? ?? （公式 24） 根據(jù)文獻(xiàn) [1]查得公稱直徑在 400mm 到 700mm 的浮頭換熱器殼體最小厚度不得低于 8mm，取名義厚度為 14mm 筒體的壓力試驗(yàn) 設(shè)備用于非極度危害的介質(zhì)，所以不需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，但需要做液壓試驗(yàn)。高效能特種設(shè)備主要是指鍋爐、壓力容器中的換熱設(shè)備等 。 充填式冷凝器，蒸汽從側(cè)管進(jìn)入后一上面噴下的冷水相接觸冷凝器里面裝了滿了瓷環(huán)填料，填料被水淋濕后，增大了冷水與蒸汽的接觸面積，蒸汽冷凝成水. .. 后沿下部管路流出 ，不凝氣體同上部管路被 真空泵 抽出，以保證冷凝器內(nèi)一定的真空度。目前我國在換熱器設(shè)計(jì)過程中還不能實(shí)現(xiàn)虛擬制造、仿真制造，缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的大型專業(yè)計(jì)算軟件。有蒸汽冷凝器，鍋爐用冷凝器等。根據(jù)換熱管的根數(shù)確定換熱管的排列，并根據(jù)換熱管的排列和長度來確定筒體直徑以及折流板的選擇。通過對容器的內(nèi)徑和內(nèi)外壓的計(jì)算來確定殼體和封頭的厚度并進(jìn)行強(qiáng)度校核。冷凝器常被用于空調(diào)系統(tǒng)，工業(yè)化工程序，發(fā)電廠 及其他熱交換系統(tǒng)中 。根據(jù)中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要， “ 十一五 ” 期間我國經(jīng)濟(jì)增長將保持年均 ％的速度。 淋水板或篩板冷凝器，目的是增大冷水與蒸汽的接觸面積。 . .. 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 已知條件 表 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 管程 殼程 工作介質(zhì) 冷卻水 氫氣等 工作壓力 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)溫度 60 C? 170 C? 換熱面積 49m178。 ? ?? ? ???t?? ? ?? ? MP aPMP aPP Ctct ?????????? ?? （公式 25） 液壓試驗(yàn)產(chǎn)生的應(yīng)力 ? ? ? ?? ? MP aDPeeitt 41460042 ??? ?????? ? ?? （公式 26） ? ? M P aM P at ????? （公式 27） 因此所選封頭的強(qiáng)度足夠。 在左側(cè)第一塊折流板與左側(cè)管板之間設(shè)置一塊環(huán)形折流板。容積 179。密封面形式選用凹面。 強(qiáng)度削弱系數(shù) 170104][ ][ ??? tptrf ?? （公式 214） 接管有效厚度 mmCntet 7411 ????? ?? （公式 215） 前面殼體計(jì)算可知，開孔殼體處的計(jì) 算厚度 ?? 開孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A )()1(2 mmfdA ret ???????? ??? ??? （公式 216） ② 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度 B 的計(jì)算如下： 取大值???????????? ???? mmdB mmdBntn 022 022?? （公式 217） 所以 B 取 外側(cè)有效高度 1h 的計(jì)算如下： 取小值?????? ???? mmh mmdh nt 10614120 11 ? （公式 218） 所以 1h 取 外側(cè)有效厚度 2h 的計(jì)算如下： 取小值???? ???? 0 22 h mmdh nt? （公式 219） 所以 2h 取 0 ③有效補(bǔ)強(qiáng)面積 殼體有效厚度 mmCne 10414 ????? ?? （公式 220） 殼體多余金屬面積 1A 的計(jì)算如下： ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?2112mmfbBA reete??????????????? ????? （公式 221） 接管計(jì)算厚度 mmPdP ct ict ][2 ???? ???? ??? （公式 222） 接管多余金屬面積 2A 的計(jì)算如下： ? ?? ?2212 )(22 mmfChfhA retrtet ??????? ???? ??? （公式 223） . .. 焊腳高度 h=6mm。 焊縫金屬截面積計(jì)算如下： 23 mmA ????? 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 2321 mmAAAA e ??????? AAe? 所以不需要補(bǔ)強(qiáng)。且管板的金屬溫度很難計(jì)算 ,故一般取較高側(cè)的設(shè)計(jì) 溫度，所以選 170℃。為了便于管板的起吊，在管板上因設(shè)置支耳。 （ 2） 殼程壓力作用下 ①螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時(shí)的許用應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp114090922??????????? ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 261011871140909 mmWA tbpp ??? ? 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =6101mm178。質(zhì)量為 71kg。螺柱規(guī)格為 M24 220B，數(shù)量為 28。 mm 側(cè)法蘭法蘭應(yīng)力 取法蘭頸部小端有效厚度 o? =40mm 2408001 ???? （ 2119） 取法蘭頸部高度 h=50mm 5000????? ?iDhhh （ 2120） 查文獻(xiàn) [2]圖 97得整體法蘭頸部應(yīng)力校正系數(shù) f= 查文獻(xiàn) [2]圖 93得整體法蘭系數(shù) ?IF 參數(shù) ??? hFe I （ 2121） 系數(shù) ?????? ef?? （ 2122） 式中 f? 為法蘭有效厚度 0 08 9 5 ??? iO DDK （ 2123） . .. 由 K= 查文獻(xiàn) [2]表 9— 5 得 T=， Z=， Y=， U= 系數(shù) ??? T?? （ 2124） 查文獻(xiàn) [2]圖 9— 4 得 ?V 參數(shù) 594 34 4840155 220211 ????? ?hVUd （ 2125） 參數(shù) ? ?