【文章內(nèi)容簡介】 名義厚度為 取封頭名義厚度為則封頭有效厚度為 管箱選用與封頭相同材料Q345R ，管箱內(nèi)徑，計算壓力。 根據(jù)文獻[12]假設壁厚為616mm查表得：設計溫度下材料的許用應力,焊縫系數(shù)=。管箱計算壁厚 同理腐蝕裕量，厚度負偏差C1=,則管箱名義厚度為 取管箱名義厚度為 有效厚度為 取管箱長度為 換熱器水壓試驗及其殼體應力校核 壓力試驗的目的 除材料本身的缺陷外，容器在制造（特別是焊接過程）和使用中會產(chǎn)生各種缺陷。為考慮缺陷對壓力容器安全性的影響。壓力容器制造完畢后或定期檢查時，都要進行壓力試驗。 試驗壓力及應力校核 耐壓試驗有液壓試驗和氣壓試驗兩種，是容器在使用前的第一次承壓，且試驗壓力要比容器最高工作壓力高。容器發(fā)生爆破的可能性比使用時大。由于在相同壓力和容積下，試驗介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲存的能量就越大。爆炸也就越危險，故應選用壓縮系數(shù)小的流體作為實驗介質(zhì)。只有因結(jié)構(gòu)或支撐等原因不能向容器內(nèi)充灌水或其他液體，以及運行條件不允許殘留液體時，才用氣壓實驗。本設計只需進行液壓試驗。對于殼程的水壓試驗如下由文獻[12]查得許用應力： 內(nèi)壓容器試驗壓力為： 為使液壓試驗時容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗前必須按下式校核實驗時圓筒的薄膜應力。 故滿足要求。 開孔補強 對管程接管的補強計算 接管選材為Q345R，受內(nèi)壓的圓筒，設計溫度為45℃，由文獻[12]查得設計溫度下的許用應力=174MPa，管箱材料許用應力=189MPa， mm。 (1) 開孔所需補強面積 開孔直徑：且d=206mm/2=400mm，滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進行開孔補強計算。對于內(nèi)壓圓筒上的開孔，為按周向應力計算而得的計算厚度。因開孔不在焊縫上，故取。 接管有效厚度為=C== (2) 有效補強范圍 a. 有效寬度B 參考文獻[14]式（479）確定 B=2 d=2206=412mm mm 取其中最大值，故B=412 mm。 b. 有效高度 外側(cè)有效高度h1按文獻[14]式（480）確定 === =200 mm（接管實際外伸高度）取其中的較小值，故h1=。 內(nèi)側(cè)有效高度h2按文獻[14]式（481）確定 === =0(實際內(nèi)伸高度)取其中較小值，故=0。 (3) 有效補強面積 a. 筒體多余金屬面積筒體有效厚度 =C== 筒體多余金屬面積A1按文獻[14]式（482）計算 b. 接管多余金屬面積接管計算厚度 接管多余金屬面積A2按文獻[10]式（483）計算 c. 接管區(qū)焊縫面積（ mm） A3=266=36 mm2 d. 有效補強面積 = A1+ A2+ A3=+504+36= ≥A=故開孔后不需另行補強。 接管選材為Q345，受內(nèi)壓的圓筒，設計溫度為25℃，由文獻[12]查得設計溫度下的許用應力=174MPa，殼體材料許用應力=189MPa， mm。（1）大開孔補強的適用范圍大開孔補強是指不能用等面積法補強設計的。壓力面積法適用于內(nèi)壓圓筒形殼體，球性殼體的圓形開孔補強，它允許壓力試驗時最高應力的局部區(qū)域產(chǎn)生可達1％的塑形變形。其要求如下。 （a）。 （b）接管與殼體采用全焊透結(jié)構(gòu)，接管與殼體連接內(nèi)外壁應避免尖角過渡，而采用r圓角過渡。 （c）接管、殼體、補強件的材料其常溫屈強比應滿足。應避免采用標準常溫抗拉強度下限值的材料，如果采用，須在設計和檢驗等方面作特殊考慮。 （d）接管、殼體、補強件之間的焊縫應進行無損探傷。 （e）此補強方法不宜用于介質(zhì)對應力敏感的場合。 （f）大開孔應避免用于可產(chǎn)生蠕變或有脈動載荷的場合。(2)補強范圍殼體補強的有效寬度 接管外側(cè)補強的有效高度 接管內(nèi)側(cè)的有效高度 接管厚度方向補強的有效范圍（超過此范圍的金屬不計入承壓面積） 接管厚度mm或殼體厚度的二倍 故此，接管的有效厚度按mm計算。式中，——接管或開孔內(nèi)直徑，mm； ——圓筒或球形殼體的內(nèi)直徑，mm； ——接管采用壁厚，mm； ——殼體采用壁厚，mm； ——分別為接管外側(cè)和內(nèi)側(cè)補強的有效高度，mm； b——殼體補強的有效寬度，mm。； C——殼體壁厚附加量，mm； ——接管壁厚附加量，mm； ——接管腐蝕裕度，mm； （3）補強設計接管、殼體、補強材料均采用相同的材料，故按下式進行補強計算： 其中，式中，P——設計壓力，Mpa； ——補強有效范圍內(nèi)的壓力面積，mm2； ——殼體上開孔區(qū)內(nèi)有效承壓金屬面積，mm2； ——接管上開孔內(nèi)有效承壓金屬面積，mm2； ——補強金屬面積，mm2； ——殼體材料需用應力，Mpa； ——接管材料需用應力，Mpa； ——補強材料需用應力，Mpa； 法蘭的選用 筒體法蘭的選用根據(jù)文獻[16]標準，DN800平密封面甲型平焊法蘭。本換熱器采用管板兼作法蘭，故選用兩個平面法蘭（管板兼作平面法蘭），材料選用16Mn鍛件。 管法蘭的選用 根據(jù)文獻[16選用管程流體進出口接管選用HG20593 ，DN200的平密封面法蘭 外伸長度200mm；殼程流體進出口接管選用HG20593 ，DN450的平密封面法蘭 外伸長度200mm；排液管、排氣管接管選用HG20593 20 外伸長度150mm。 折流板設計 由文獻[15]查得折流板間距取800mm，折流板最小厚度為12mm，折流板外徑為795mm，材料為Q235A，拉桿為φ16，共6根，材料為Q235A。 管板設計 根據(jù)參考文獻[17]進行管板設計。見表2殼程圓筒內(nèi)直徑 厚度 換熱管外徑 厚度 表2 換熱器的設計條件 名稱殼程管程單位物料氣氨軟水操作壓力Mpa操作溫度 入口、出口52℃金屬溫度 殼程圓筒 換熱管 ℃ ℃設計壓力Mpa設計溫度2545℃程數(shù)12腐蝕余量22mm焊接系數(shù)mm 總長 根數(shù) 受壓失穩(wěn)當量長度 換熱管三角形排列，管間距 換熱管與管板的連接型式：管孔開槽接許用拉脫力 殼程側(cè)管板結(jié)構(gòu)開槽深度 3mm管板分程隔板槽深度 4mm管箱法蘭采用：甲型平焊密封面法蘭 DN800法蘭外直徑Df=930mm螺栓中心圓外直徑Db=890mm管箱圓筒厚度管箱法蘭厚度螺栓數(shù)目 規(guī)格 M20，有效承載面積墊片采用 非金屬軟墊片 GB/T 3985 即石棉橡膠墊片 墊片接觸寬度