【文章內(nèi)容簡介】 20 號鋼。 圖 22 拉桿結(jié)構(gòu) 拉桿的直徑根據(jù)表 21 選用。 表 21 拉 桿 直 徑 的 選 擇 mm 換熱管外徑 d 10≤ d≤ 14 14＜ d＜ 25 25≤ d≤ 57 拉桿直徑 dn 10 12 16 拉桿的數(shù)量根據(jù)表 22 選用。 表 22 拉桿數(shù)量的選擇 公稱直徑 DN 拉桿直徑 dn ＜400 ≥ 400 至 ＜ 700 ≥ 700 至 ＜ 900 ≥ 900 至 ＜1300 ≥1300 至 ＜1500 ≥1500 至 ＜1800 ≥1800 至 ＜2021 ≥2021 至 ＜2300 ≥2300 至 ＜2600 10 4 6 10 12 16 18 24 28 32 12 4 4 8 10 12 14 18 20 24 16 4 4 8 6 8 10 12 14 16 本次設(shè)計(jì)換熱管外徑 25d mm? , 因此選用的拉桿直徑為 16mm, 換熱器公稱直徑為 400mm，拉桿數(shù)量為 6 根。連接尺寸按表 23 確定。拉桿的長度 L 按需 要確定。 表 23 拉桿的連接尺寸 mm 拉桿直徑 d 拉桿螺紋公稱直徑 dn La Lb b 10 10 13 ≥ 40 12 12 15 ≥ 50 16 16 20 ≥ 60 管程結(jié)構(gòu)的選材與選型 換熱管 管子必須能夠承受：內(nèi)、外側(cè)的壓力；兩側(cè)的溫度；由管、殼膨脹差所引起的熱應(yīng)力；管側(cè)和殼側(cè)流體的腐蝕性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況選擇管子的材料、管型、管長、管徑及壁厚。本次設(shè)計(jì)換熱管采 用 20 號無縫鋼管， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，管徑及壁厚選用 25 ? ? 。 然后考慮換熱管的排列形式?；九帕行问接?:正三角形排列、轉(zhuǎn)角正三角形排列、正方形排列、轉(zhuǎn)角正方形排列四種。本設(shè)計(jì)中采用正三角形排列。 按表24 選擇換熱管中心距。 表 24 換熱管中心距 mm 換熱管外徑 d 10 12 14 16 19 20 22 25 30 32 35 38 45 50 55 57 換熱管中心距S 13 ~14 16 19 22 25 26 28 32 38 40 44 48 57 64 70 72 分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 28 30 32 35 38 40 42 44 50 52 56 60 68 76 78 80 管板 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一，用來排布換熱管，將管程和殼程的流體分隔開來，避免冷、熱流體混合，并同時(shí)受管程、殼程壓力和溫度作用。本次設(shè)計(jì)選用材料為 16Mn 鍛 。管板與殼體管箱的連接方式采用焊接連接。 管箱 殼體直徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。管箱位于管殼式換熱器的兩端，管箱的作用是把從管道輸送來的流體均勻的分布到各換熱管和把管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器。本次設(shè)計(jì)采用 20 號無縫鋼管。 換熱管與管板連接 換熱管與管板連接是管殼式換熱器設(shè)計(jì)、制造最關(guān)鍵的技術(shù)之一，是換熱器事故率最多的部位。所以換熱管與管板連接質(zhì)量的好壞，直接影響換熱器的使用壽命。換熱管與管板的連接方法有：強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊和脹焊并用。本次設(shè)計(jì)的換熱管材料采用 20 號鋼管，與管板采用 焊接連接方式。 其他零部件 鉤圈 本次設(shè)計(jì)的鉤圈采用的為 B 型鉤圈如圖 23 所示。 1外頭蓋側(cè)法蘭； 2外頭蓋墊片； 3外頭蓋法蘭； 4鉤圈； 5短節(jié)； 6排氣口或放液口； 7浮頭法蘭； 8雙頭螺柱； 9螺母； 10封頭 11球冠形封頭； 12分程隔板； 13墊片； 14浮動(dòng)管板； 15擋管； 16換熱管 圖 23 B 型鉤圈 支座 本次設(shè)計(jì)的支座結(jié)構(gòu)選用重型（ B 型）鞍式支座，其尺寸選擇參考 JB/T 471292。其結(jié)構(gòu)如圖 24 所示。 圖 24 鞍式 支座 3．換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)條件 名稱 管程 殼程 最大操作壓力（ Mpa） 設(shè)計(jì)溫度（ 176。 C） 200 200 操作介質(zhì) 水 煤油 介質(zhì)特性 易燃 焊接接頭系數(shù) ? 1 1 腐蝕裕量（ mm） 2 2 浮頭式換熱器筒體的計(jì)算 厚度的計(jì)算 材料 Q345R ( 板材 ) 設(shè)計(jì)壓力： MPa? 設(shè)計(jì)溫度 200ST ? ℃ 內(nèi)徑 400iD mm? 焊接接頭系數(shù) 1?? 由 GB/T8163 查得 鋼管負(fù)偏差 1 ?C 腐蝕裕量 2 2mm?C 操作溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 189MPa? ? 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 183t MPa? ? 試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn) 345s MPa? ? 則 計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 2 4 .33 2 6 .33d C m m??? ? ? ? ? (32) 名義厚度： 1 6 .33 3 .37 10nd C m m??? ? ? ? ? ? ? ? (33) 由 GB/T 173952021 查得：名義厚度為 10mm ∴ 10n mm? ? (34) 有 效厚度： 12 10 2 7 .7en C C m m??? ? ? ? ? ? ? (35) 壓力校核 最大允許工作壓力 (36) ∵ ? ?WWPP? ∴合格 強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力： (37) ? ? 1 8 3 1 1 8 3t aMP?? ? ? ? (38) ∵ ? ?tt? ? ?? ? ? 3 . 9 2 4 0 0 4 . 3 3 m m2 1 8 3 1 3 . 9 22 Cit CPD P? ?? ?? ? ?? ? ?? (31) ? ? ? ?3 .9 2 4 0 0 7 .7 1 0 3 .7 82 2 7 .7c i et aePD MP?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?2 2 7 . 7 1 8 3 1 6 . 94 0 0 7 . 7teWieP M P aD? ? ?? ? ? ?? ? ??? ∴合格 筒體的液壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力 MPa? (39) 壓力試驗(yàn)允許的應(yīng)力 1 345 310 .5s M P a?? ? ? ? ? (310) 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 (311) 因?yàn)?? ??? ，所以符合要求 前端管箱筒體計(jì)算 厚度確定 材料 Q345R ( 板材 ) 設(shè)計(jì)壓力： MPa? 設(shè)計(jì)溫度： 200ST ? ℃ 內(nèi)徑 400iD mm? 鋼板負(fù)偏差： 1 ?C 腐蝕裕量： 2 2mm?C 焊接接頭系數(shù)： 1?? 操作溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 189MPa? ? 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 183t MPa? ? ? ?? ? 1891 . 2 5 1 . 2 5 1 . 6 5 . 0 6183TtP P M P a??? ? ? ? ? ? ?TT 5 . 0 6 4 0 0 7 . 7P ( ) 1 3 3 . 9 8 M P a2 2 7 . 7ieeD ?? ? ???? ? ?? 則 計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 2 4 .33 2 6 .33d C m m??? ? ? ? ? (313) 名義厚度： 1 6 .33 3 .37 10nd C m m??? ? ? ? ? ? ? ? (314) 由 GB/T 173952021 查得：名義厚度為 10mm ∴ 10n mm? ? (315) 有效厚度： 12 10 2 7 .7en C C m m??? ? ? ? ? ? ? (316) 壓力校核 最大允許工作壓力 (317) ∵ ? ?WWPP? ∴合格 強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力： (318) ? ? 1 8 3 1 1 8 3t aMP?? ? ? ? (319) ∵ ? ?tt? ? ?? ? ? ? ?3 .9 2 4 0 0 7 .7 1 0 3 .7 82 2 7 .7c i et aePD MP?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 3 . 9 2 4 0 0 4 . 3 3 m m2 1 8 3 1 3 . 9 22 Cit CPD P? ?? ?? ? ?? ? ?? (312) ? ? ? ?2 2 7 . 7 1 8 3 1 6 . 94 0 0 7 . 7teWieP M P aD? ? ?? ? ? ?? ? ??? ∴合格 前端管箱的液壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力 MPa? (320) 壓力試驗(yàn)允許的應(yīng)力 1 345 310 .5s M P a?? ? ? ? ? (321) 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 (322) 因?yàn)?? ??? ，所以符合要求 前端管箱封頭計(jì)算 厚度計(jì)算 材料 Q345R ( 板材 ) 設(shè)計(jì)壓力 MPa? 設(shè)計(jì)溫度 200ST ? ℃ 內(nèi)徑 400iD mm? 鋼板負(fù)偏差 1 ?C 腐蝕裕量 2 2mm?C 焊接接頭系數(shù) 1?? ? ?? ? 1891 . 2 5 1 . 2 5 1 . 6 5 . 0 6183TtP P M P a??? ? ? ? ? ? ?TT 5 . 0 6 4 0 0 7 . 7P ( ) 1 3 3 . 9 8 M P a2 2 7 . 7ieeD ?? ? ???? ? ?? 操作溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 189MPa? ? 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 ? ? 183t MPa? ? 計(jì)算厚度 (323) 設(shè)計(jì)厚度 2 1 2 6 .31d C m m??? ? ? ? ? (324) 名義厚度 1 6 .31 3 .39 10nd C m m??? ? ? ? ? ?