【正文】 使用溫度 墊片名稱 墊片厚度 墊片參數(shù) 密封面 標準 70～ 450℃ 橡膠石棉板 墊片系數(shù) 比壓力 凹凸面 GB47051992 300 10 雙頭螺柱的選擇 選用 B 型雙頭螺柱 第 33 頁 d/mm LO C r d2 公稱長度 極限偏差 單件質(zhì)量 30 70 4 6 300mm 管板與殼體連接方式 根據(jù) GB151 選擇 e 型連接方式 法蘭力矩的計算 墊片直徑 ： d=1805mm 外直徑 ： D=1855mm 墊片接觸寬度 ： N=25 基本密封面寬度 ： 0 25 1 2 .522Nb m m? ? ? 墊片有效密封面寬度為 ： 02 .5 3 2 .5 3 1 2 .5 8 .9 9b b m m m m? ? ? ? ? 墊片壓緊作用 中心圓直徑 當 b0＞ 時， DG=D 接 2b=18532 9=1835mm ⑴墊片壓緊力 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力為 ： Fa=π DG by= 1835 9 10= 103 N 操 作狀態(tài)下需要的 最小墊片壓緊力為 ： FP= b0mPC= 1835 9 3 = 103 N ⑵螺栓載荷 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 ： Wa= Fa=π DG by= 1835 9 10= 103 N 操作狀態(tài)下需要的 最小螺栓載荷 ： Wp= FG=F+Fp= DG2 PC+ b0mPC= 106 N ⑶螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積： ? ? 5 25 . 2 1 0 3105167aa bWA m m? ?? ? ? 操作狀態(tài)下需要的 最小螺栓面積： 第 34 頁 ? ? 6 21 . 2 5 1 0 8679145pp tbWA m m? ?? ? ? 注：螺栓選材 30CrMOA 設(shè)計溫度下 [? ]tb=145MPa, 常溫下 [? ]b=167MPa 法蘭選材 Q235B 設(shè)計溫度下和常溫下 [? ]=113MPa 需要螺栓面積 Am=8769mm2 ⑷基本法蘭力矩 Mm= Am LG[? ]b=8769 40 167= 106 ⑸螺栓設(shè)計載荷 W=FG=(Am +Ab) [? ]b = (8769+8769) 167=1449393 (GB150 P95 實際螺栓面積 Ab≥ Am，取 Am= Ab) 操 作情況： FD== = 105N FG= FD= 106N FT=FFD== 106— 105= 105N LD=LA+ 1=70+30 =85 LG =(Db+DG)=40 LT=(LA +δ 1+LG)=70 FD LD = 105 85= 107 FG LG = 105 40= 107 FT LT = 105 70= 107 MP= FD LD + FG LG + FT LT = 108Nmm 預(yù)緊螺栓情況： FG =W= 105 Ma= 105 40= 105 取最大值 Mo= 108Nmm= 108Nm 00 18 00 4 15 8ihD ?? ? ? ? 040 ??, 01960 1 .0 8 81800iDK D? ? ?, 1016 ?? ?? 查 GB150表 95 K= T= Z= Y= U= 查 GB150表 93 FI= 第 35 頁 查 GB150表 94 VI= 查 GB150表 97 f=1 100 .9 0 .0 0 5 7158Fe h? ? ? 251 0 0 2 5 . 0 2 1 5 8 1 4 1 5 1 00 . 5IUdhV ?? ? ? ? ? ? 假設(shè) δ f=75 ψ =δ fe+1=75 +1= 1 . 4 2 7 51 7 5 0 . 0 0 7 5 1 1 . 2 0 3 433f e???? ? ? ? ? ? ? 1 .4 2 7 5 0 .7 61 .8 8T?? ? ? ? 3 351 75 0 .2 8 11 5 1 0fd?? ? ? ??λ λ =γ +η =+= 應(yīng)力計算與校核 軸向應(yīng)力： 80221 1 1 . 1 1 0 0 . 2 2 91 . 0 4 1 1 6 1 8 0 0H ifM M P aD? ?? ??? ? ??? 徑向應(yīng)力： 80221 1 . 1 1 0 0 . 0 1 01 . 0 4 1 7 5 1 8 0 0R fiM M P aD?? ?? ??? ? ??? 切向應(yīng)力： 8022 2 2 . 9 3 1 . 1 1 0 1 1 . 8 9 0 . 1 0 . 2 4 97 5 1 8 0 0TRfiYM Z M P aD??? ??? ? ? ? ? ?? (? H+? T)=(+)= (? H+? R)=(+)= 取大值 ：為 六、管板的計算 設(shè)計管板厚度的原始數(shù)據(jù) （不帶法蘭的固定管板計算） 第 36 頁 殼程圓筒 內(nèi)徑 Di=1800mm δ =10mm 內(nèi)徑面積 ： 2 2 23 .1 4 1 .8 2 .5 4 3 544iDAm? ?? ? ? 金屬橫截面積 A=πδ (δ 1+δ )= 10 (1800+10)= 管箱圓筒 厚度δ =10 換熱管Φ 32 3 管子金屬總截面積： Aa=nπδ t(dδ t)=750 3 (323)=204885 mm2 開孔面積 ： 22 27 5 0 3 . 1 4 3 2 60288044nd mm? ???? 假設(shè)管板厚度 δ =40mm 管子有效長度 L=300040 2=2920mm 管束模 ： 52 . 0 4 1 0 2 0 4 8 8 5 79522 9 2 0 1 8 0 0tat iEAK M P aLD ??? ? ?? 管子回轉(zhuǎn)半徑 ： 2 2 2 211( 2 ) 3 2 ( 3 2 2 3 ) 1 0 . 344 ti d d m m?? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù) GB151 圖 32 可知 管子受壓失穩(wěn) 當量長度 L=L/2=1500mm 系數(shù) 2 252 2 3 . 1 4 2 . 0 4 1 0 15163tr s EC ? ? ? ? ? ?? ? ? 由于 1500 1451 0 .3cr rL Ci ? ? ? 時 ,故管子許用件應(yīng)力為 ? ? / 1 6 3 1 5 0 0 / 1 0 . 31 1 4 4 . 0 12 2 2 2 1 5 7s c rcr rLi M P aC?? ? ?? ??? ? ? ? ? ??? ??????? 相關(guān)系數(shù)的計算 第 37 頁 開孔后的面積： 2 21 2 . 5 4 3 4 0 . 6 0 2 8 8 1 9 4 0 5 2 04dnA A m m?? ? ? ? ? 管板布管區(qū)面積 對于正三角形排列： Ad=n’ S (SnS)=0 (Sn=S) At=+Ad= 750 402+0=1039200mm2 管板布管區(qū)當量直徑 ： 4 4 1 0 3 9 2 0 0 1 1 5 0 . 63 . 1 4tt AD ? ?? ? ? 系數(shù) 1 1940 0 .7 6253400AA? ? ? ? 552 . 0 4 1 0 2 0 4 8 8 5 3 . 5 82 . 0 4 1 0 5 6 8 3 4tassEnQ EA ??? ? ??? 1204485 0 .1 0 61940520aAA? ? ? ? 0 . 6 0 . 6 3 . 5 80 . 4 0 . 6 0 . 4 0 . 6 4 . 0 20 . 7 6 0 . 7 6s Q??? ? ? ? ? ? ? ?? 0 . 6 0 . 6 3 . 5 80 . 4 0 . 4 0 . 4 0 . 4 0 . 1 0 6 5 . 9 40 . 7 6 0 . 7 6t Q ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 1 1 5 0 .6 0 .6 41800ttiDD? ? ? ? 其它參數(shù)的確定 ⑴假定管板厚度 δ =40mm 管板剛度削弱系數(shù) η =μ = 管子加強系數(shù) 5251 8 0 0 2 . 0 4 1 0 2 0 4 8 8 51 . 3 1 8 1 . 3 1 8 1 2 4 . 24 0 2 . 0 4 1 0 0 . 4 2 9 2 0 4 0i t aPD E AK EL? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ∴ K= EP— 管板材料的彈性模量 管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度 :k=K(1ρ )= ()= ⑵法蘭參數(shù)的計算 ∵ δ h=10mm 法蘭外徑 Df=1960mm 法蘭寬度 bf=(Df－ Di)=（ 19201800） =80mm 殼體法蘭厚度 第 38 頁 0f??? 管箱法蘭厚度 70f mm??? ? 10 0 .0 0 5 61800hiD? ?? 70 391800fiD??? ?? 查 GB1511999 圖 25 圖 26 ??? ??? ? 10 0 .0 0 5 61800siD? ?? 0fiD???? 查 GB1511999 圖 25 圖 26 ?? 10? ???? 旋轉(zhuǎn)剛度系數(shù)： 33555221121 2 2 .0 4 1 0 8 0 2 0 2 .0 5 1 0 4 .5 1 0 0 .7 6 81 2 1 8 0 0 8 0 1 8 0 0f f ffsi f iEbKED b D??????????????? ??? ????? ? ? ???? ? ? ? ? ? ???? ?? 511 2 . 0 5 1 0 0 . 0 0 0 1 1 . 7 0 81 2 1 2fhKE ??? ??? ? ? ? ? ? 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱系數(shù)： 3 . 1 4 0 . 7 6 8 1 . 7 0 8 0 . 0 0 0 2 44 4 7 9 5 2ffftKKK K? ? ??? ?? ? ? ? 按 K= Kf= 查 GB1511999 圖 27 圖 29 得 m1= 按 K= Q=3,58 查 GB1511999 圖 28(a) 得 m2= 1 0 .2 3 8 6 .0 31 1 .1 4 0 .0 0 0 2 4fmKK? ? ? ?? 查得 G2= 對每組組合工況的計算和校核 殼程壓力作用下的危險組合（無溫差工況） 殼程設(shè)計壓力 Pc=Ps= 管程壓力 Pt=0 ⑴ 不計入膨脹差： γ =at(ttt0) as(tst0)=0 βγ Et=0 有效壓力組合： 4 .0 2 0 .4 8 4 1 .9 4 5 7atS S tS S tP P E P P??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 第 39 頁 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù)： 42bsP C P?? ? ? ? 30 . 0 0 2 4 2 1 . 6 4 1 01 . 9 4 5 7 0 . 7 6bbaPM P? ?? ? ? ?? 管板邊緣力矩系數(shù) 對于不帶法蘭的管板 ： 10bMM ?? ? ? 管板邊緣剪切系數(shù) ： 10 ?? ?? ? ? ? ? 管板總彎矩系數(shù) ： 12 0 . 2 3 0 . 1 4 2 . 1 0 . 4 61 1 0 . 1 4mmm ??? ??? ? ??? 故系數(shù) 3 3 0 .4 0 .4 6 0 .0 4 9 61 1 .1 4le mG K? ??? ? ? 當 m＞ 0 時，按 K 和 m 查 GB1511999 圖 31(a) 查 Gli= 故系數(shù) 取大值 Gl= 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)： 21 (1 ) 1 (1 0 . 1 4 ) 0 . 0 2 5 94 4 3 . 5 8 7 . 4P QG ?? ??? ? ? ? 管板徑向應(yīng)力系數(shù)： 12( 1 )1 1 ( 1 0 . 1 4 ) 0 . 0 8 0 . 0 0 2 0 74 4 3 . 5 8 7 . 4r GQG?? ? ??? ? ? ??? 管板布管區(qū)周邊徑向應(yīng)力系數(shù)： 23 ( 1 ) 3 0 . 4 6 ( 1 0 . 1 4 ) 0 . 0 0 3 2 24 ( ) 4 1 1 . 1 4 ( 3 . 5 8 7 . 4 )r mK Q G?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? 管板徑向應(yīng)力： 2 20 . 7 6 1 8 0 00 . 0 0 2 0 7 1 . 9 4 5 7 1 5 . 50 . 4 4 0ir r a DP M P a??? ???? ??? ? ? ? ? ????? ???? ? r=＜ [? r]t= 163= 所以管板徑向應(yīng)力