【正文】 接管尺寸，管法蘭選用帶頸對(duì)焊法蘭，材料使用 16MnⅡ ，密封面型式為凸面。對(duì)應(yīng)的螺柱為 22024?M ，數(shù)量為 32 個(gè)。 浮頭法蘭的設(shè)計(jì) 浮頭法蘭為 非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，材料用 16MnⅡ ，法蘭材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??f?為 150MPa，在 170℃下的許用應(yīng)力 ??tf? 為 144MPa 螺柱材料選用 35CrMoA，墊片采用纏繞墊片。 厚度和殼體和封頭都等厚都是 14mm。 包角，采用兩個(gè)鞍座，一個(gè)為固定鞍座 BI600F，一個(gè)為滑動(dòng)鞍座 BI600S。 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 ??? iO DDK （ 2123） 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 共 32 頁 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) 594344840155 220221 ????? ?hVUd （ 2125） 參數(shù) ? ? 13 ????d? （ 2126） ????? ??? （ 2127） （ 1） 軸向應(yīng)力 MP aDfM iH 12 706 71 732 221 0 ?????? ??? （ 2128） （ 2） 徑向應(yīng)力 ? ?M P aMDeiffR531 2 7 0 6 7 1 7 202???? ?????????? （ 2129） （ 3） 環(huán)向應(yīng)力 MP aZDYM RifOT 22 ??????? ??? （ 2130） （ 4） 剪切力 預(yù)緊狀態(tài)的剪切載荷 W=2114385N 操作狀態(tài)的剪切載荷 W=1446872N 剪切面積 22 0 4 8 2 mmlDA ????? ?? （ 2131） 式中 ??D 剪切面計(jì)算直徑 ?l 剪切面計(jì)算高度 預(yù)緊狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW ??? ?? （ 3132） 操作狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW p 712048 81446 872 ??? ?? （ 3133） 應(yīng)力校核 ? ? M P atf ???? 設(shè)計(jì)溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatn 170?? 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 共 32 頁 ? ? M P atn ???? （ 1）允許軸向應(yīng)力取 ? ? Htf M P a ?? ???? 2 1 61 4 （ 2）環(huán)向應(yīng)力 M P aM P a tfT 144][18 ??? ?? （ 3）徑向應(yīng)力 M P aM P a tfR 144][53 ??? ?? （ 4）組合應(yīng)力 ? ? MP aMP a tfRH ?????? ??? （ 3134） ? ? MP aMP a tfTH ?????? ??? （ 3135） （ 5） 剪應(yīng)力 預(yù)緊狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計(jì)算得 ? ?tnM P a ?? ??? 操作 狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計(jì)算得 ? ?tnM Pa ?? ??? 結(jié)論：設(shè)計(jì)的法蘭在軸向應(yīng)力，徑向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，組合應(yīng)力及剪應(yīng)力均滿足要求，所假設(shè)的法蘭名義厚度 n? =85mm 合理。質(zhì)量為 71kg。為了便于管板的起吊，在管板上因設(shè)置支耳。 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)。密封面形式選用凹面。 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。 兩流體的溫差為 110 C? ＞ 50 C? .所以需要熱補(bǔ)償，可采用浮頭式換熱器。而石化及鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭，預(yù)計(jì) 2022 年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將超過 5000 億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將突破 4000 億元。然后是對(duì)換熱器各部件的零部件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，有法蘭的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算 與校核，鉤圈及浮頭法蘭的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核和管子拉脫力的計(jì)算。把壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，通過 散熱冷凝為液體制冷劑，制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量，被冷凝器周圍的介質(zhì)所吸收。 噴淋式冷凝器，冷水從上部噴嘴噴入，蒸汽從側(cè)面入口進(jìn)入，蒸汽與冷水充分接觸后被冷凝為水，同時(shí)沿管下流，部分不凝汽體也可能被帶出。 。 封頭的設(shè)計(jì) 封頭采用橢圓形封頭，材料為 Q345R。 計(jì)算開孔補(bǔ)強(qiáng) 根據(jù) 文獻(xiàn) [2]規(guī)定，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或者等于 的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心距大于兩孔直徑和的兩倍，且接管公稱直徑小于或等于 89mm 時(shí)，就可以不另行 補(bǔ)強(qiáng)。螺母采用 M24，數(shù)量為 采用纏繞墊片 . 固定管板兼做凸面法蘭，材料為 Q345R。 采用校核計(jì)算的方法，我們假設(shè)法蘭的厚度為 90mm。 法蘭的選擇 因?yàn)楣芟涞闹睆綖?700，壓力為 。 h=300mm，質(zhì)量為 29KG，允許載荷為 165kN。螺栓中心至法蘭頸部與法蘭背面交點(diǎn)的徑向距離 mmL A 402/)280600840( ????? （ 2110） 螺栓中心至 DF 的作用位置處的徑向距離 mmL D ???? （ 2111） 螺栓中心至 GF 的作用位置處的徑向距離 mmDDL GbG 7498402 ????? （ 2112） 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 共 32 頁 螺栓中心至 TF 作用位置處的徑向距離 mmLLL GAT 1 ??????? ? （ 2113） 預(yù)緊狀態(tài)的法蘭力矩 mmNLFM GGa ????? （ 2114） 操作狀態(tài)的法蘭力矩 GGTTDDp LFLFLFM ??? NPDF ciD 9 0 4 3 2 0 07 8 8 22 ????? （ 2115） NDDP PDPDFFF iGc cicGDT 5049 1 5)600749()( 222222??????? ???? （ 2116） mmNLFLFLFM GGTTDDp ???????? ??? 1270671 （ 2117） 設(shè) 計(jì)溫度下法蘭材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatf 144?? 常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力 ? ? MPaf 150?? 法蘭設(shè)計(jì)力矩 oM 取 ? ?? ? mmNMftfa ???? 5672 655 61501445906 932 9?? （ 2118） 和 NM p 127067173? 的大值 所以 oM 取 127067173N容積 179。 應(yīng)力校核 a 只有管程設(shè)計(jì)壓力 ,殼程設(shè)計(jì)壓力為零 ,此時(shí) MPaPt ? MPaPt 0? MPaPP td ?? ? ? ? ? M P aPPP tsc ???????? ? （公式 248） ][~ ????? trda PP ?? （公式 249） )()(~/~ 21312131 ??aPK （公式 250） 查 文獻(xiàn) [1]圖 24 查得 ?weG 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 共 32 頁 ? ?? ? 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 ?? )0 3 ()0 5 4 (~/~ 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 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 32 頁 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 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。 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 ?? 所以 B 取 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 32 頁 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： ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?21