【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 接管有效厚度開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度B②有效高度a外側(cè)有效高度為b內(nèi)側(cè)有效高度為 4 有效補(bǔ)強(qiáng)面積①殼體多余金屬面積 殼體有效厚度則多余的金屬面積為 ②接管多余金屬面積 接管計(jì)算厚度 接管多余金屬面積③接管區(qū)焊縫面積焊腳取為6mm④有效補(bǔ)強(qiáng)面積5 由于 所以開(kāi)孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng) 殼體上進(jìn)排液口FG接管及放水口H接管的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)由于殼程進(jìn)排液口FG接管公稱直徑為25mm按照厚度系列可選接管的規(guī)格為接管的材料選為06Cr19Ni10由于管程放水口H接管公稱直徑為50mm按照厚度系列可選接管的規(guī)格為接管的材料選為20號(hào)鋼根據(jù)GB150表81允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑是89mm且對(duì)接管外徑小于等于89mm的接管厚度滿足一定要求的可不另行補(bǔ)強(qiáng)所以FGH接管開(kāi)孔后均不需要另行補(bǔ)強(qiáng)33 換熱管 換熱管的規(guī)格為材料選為Q235B 換熱管的排列方式換熱管在管板上的排列有正三角形排列正方形排列和正方形錯(cuò)列三種排列方式各種排列方式都有其各自的特點(diǎn)①正三角形排列排列緊湊管外流體湍流程度高②正方形排列易清洗但給熱效果較差③正方形錯(cuò)列可以提高給熱系數(shù)在此選擇正三角形排列主要是考慮這種排列方式緊湊管外流體湍動(dòng)程度高查GB1511999可知換熱管的中心距查表知S 32mm分程隔板槽兩側(cè)相鄰管的中心距為Sn 44mm 布管限定圓布管限定圓為管束最外層換熱管中心圓直徑其由下式確定查GB1511999可知但一般不小于8mm所以取 8mm則 排管排管時(shí)須注意拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣在靠近折流板缺邊位置處布置拉桿其間距小于或等于700mm拉桿中心至折流板缺邊的距離應(yīng)盡量控制在換熱管中心距的05～15范圍內(nèi)多管程換熱器其各程管數(shù)應(yīng)盡量相等其相對(duì)誤差應(yīng)控制在10以內(nèi)最大不能超過(guò)20總管數(shù)1100根相對(duì)誤差計(jì)算 其中各程的平均管數(shù)各程中最小或最大的管數(shù) 換熱管束的分程 在這里首先要先提到管箱管箱作用是把從管道輸送來(lái)的流體均勻地分布到換熱管和把管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器在多管程換熱器中管箱還起改變流體流向的作用 由于所選擇的換熱器是2管程故管箱選擇為單程隔板的安置形式而對(duì)于換熱管束的分程為了接管方便采用平行分法較合適且平行分法亦可使管箱內(nèi)殘液放盡 換熱管與管板的連接 換熱管與管板的連接方式有強(qiáng)度焊強(qiáng)度脹以及脹焊并用 強(qiáng)度脹接主要適用于設(shè)計(jì)壓力小≤40Mpa設(shè)計(jì)溫度≤300℃操作中無(wú)劇烈振動(dòng)無(wú)過(guò)大的溫度波動(dòng)及無(wú)明顯應(yīng)力腐蝕等場(chǎng)合 除了有較大振動(dòng)及有縫隙腐蝕的場(chǎng)合強(qiáng)度焊接只要材料可焊性好它可用于其它任何場(chǎng)合 脹焊并用主要用于密封性能要求較高承受振動(dòng)和疲勞載荷有縫隙腐蝕需采用復(fù)合管板等的場(chǎng)合在此根據(jù)設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度及操作狀況選擇換熱管與管板的連接方式為強(qiáng)度焊貼脹這是因?yàn)閺?qiáng)度焊加工簡(jiǎn)單焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高抗拉脫力強(qiáng)在高溫高壓下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力34 管板設(shè)計(jì) 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一用來(lái)排布換熱管將管程和殼程的流體分隔開(kāi)來(lái)避免冷熱流體混合并同時(shí)受管程殼程壓力和溫度的作用本次設(shè)計(jì)管板材料為06Cr19Ni10 管板與殼體的連接本次設(shè)計(jì)管板采用可拆式連接方式為管板與管箱圓筒連為整體其延長(zhǎng)部分兼作法蘭與管箱用螺柱墊片連接連接方式如圖 管板計(jì)算 1符號(hào)說(shuō)明A 殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積 Ad 在布管區(qū)范圍內(nèi)因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要而未能被換熱管 支承的面積例如雙管程管板對(duì)于三角形排列 圓筒殼壁金屬橫截面積 管板布管區(qū)面積 對(duì)于單管程換熱器 三角形排列正方形排列 對(duì)于多管程換熱器應(yīng)取上式計(jì)算值與Ad之和A 一根換熱管管壁金屬的橫截面積 殼體法蘭或管箱法蘭的寬度對(duì)于c型連接方式則為管板延長(zhǎng)部分形成的凸緣寬度mm 系數(shù)按查圖25 系數(shù)按查圖25 殼體法蘭或管箱法蘭外直徑對(duì)于c型連接方式則為管板延長(zhǎng)部分形成的凸緣外直徑mm 殼程圓筒和管箱圓筒內(nèi)直徑mm 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑mm d 換熱管外徑mm 殼體法蘭材料彈性模量MPa 管箱法蘭材料彈性模量MPa 管箱圓筒材料彈性模量MPa 管板材料彈性模量MPa 殼程圓筒材料彈性模量MPa 換熱管材料彈性模量MPa 系數(shù)當(dāng)m 0時(shí)取與兩者中的較大值當(dāng)m 0時(shí)取值 系數(shù)僅用于m 0時(shí)系數(shù)當(dāng)m 0時(shí)按 K和m查圖 31 a實(shí)線 當(dāng)m 0時(shí)按K和m查圖31 b 系數(shù)按K和查圖29 系數(shù)按K和查圖30K 換熱管加強(qiáng)系數(shù) 殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)MPa 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)MPa 旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)MPa 對(duì)于不帶法蘭的管板 對(duì)于其延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板 旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù) 管束模數(shù)MPa k 管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度 L 換熱管有效長(zhǎng)度兩管板內(nèi)側(cè)間距mml 換熱管與管板脹接長(zhǎng)度或焊腳高度按 58 2 2規(guī)定mm 管板邊緣力矩系數(shù) 對(duì)于不帶法蘭的管板 對(duì)于其延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板即是法蘭力矩系數(shù) 殼程壓力作用工況 管程壓力作用工況 系數(shù) 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù) 基本法蘭力矩式中 按GB 1501998第 9章規(guī)定 基本法蘭力矩系數(shù) 管程壓力操作工況下的法蘭力矩按GB 1501998第 9章確定取計(jì)算壓力為 管程壓力操作工況下的法蘭力矩系數(shù)管板邊緣力矩變化系數(shù)法蘭力矩變化系數(shù) 殼體法蘭力矩系數(shù) 殼程壓力作用工況 管程壓力作用工況m 管板總彎矩系數(shù) 管板第一彎矩系數(shù)按K和查圖27 管板第二彎矩系數(shù)按K和Q查圖28 a或 b n 換熱管根數(shù) 有效壓力組合MPa 邊界效應(yīng)壓力組合MPa 對(duì)于其延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板當(dāng)量壓力組合MPa 殼程設(shè)計(jì)壓力MPa 管程設(shè)計(jì)壓力MPa Q 殼體不帶波形膨脹節(jié)時(shí)換熱管束與圓筒剛度比 q 換熱管與管板連接的拉脫力MPa 許用拉脫力MPa S 換熱管中心距mm 制造環(huán)境溫度 沿長(zhǎng)度平均的殼程圓筒金屬溫度沿長(zhǎng)度平均的換熱管金屬溫度 管板邊緣剪切系數(shù) Y 系數(shù)見(jiàn) GB 1501998第 9章按 查取 殼程圓筒材料線膨脹系數(shù) 換熱管材料線膨脹系數(shù) 系數(shù) 換熱管與殼程圓筒的熱膨脹變形差 管板計(jì)算厚度mm 殼體法蘭厚度對(duì)于c型連接方式則為管板延長(zhǎng)部分形成的凸緣厚度mm 管箱法蘭厚度mm 管箱圓筒厚度當(dāng)管箱法蘭采用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭時(shí)取頸部大小端厚度平均值當(dāng)管箱法蘭采用乙型平焊法蘭時(shí)取法蘭短節(jié)厚度mm 殼程圓筒厚度mm 換熱管壁厚mm 管板剛度削弱系數(shù)一般可取值 系數(shù)管板強(qiáng)度削弱系數(shù)一般可取 04 法蘭力矩折減系數(shù) 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比 系數(shù) 系數(shù) 殼程圓筒軸向應(yīng)力MPa 殼體法蘭應(yīng)力MPa 管板徑向應(yīng)力MPa 管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力MPa 管板徑向應(yīng)力系數(shù)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù) 換熱管軸向應(yīng)力位于管束周邊處換熱管軸向應(yīng)力MPa 在設(shè)計(jì)溫度時(shí)殼程圓筒材料的許用應(yīng)力MPa 換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力按5 74確定MPa 殼體法蘭許用應(yīng)力MPa 在設(shè)計(jì)溫度時(shí)管板材料的許用應(yīng)力MPa 在設(shè)計(jì)溫度時(shí)換熱管材料的許用應(yīng)力MPa 系數(shù) 殼程圓筒的裝配環(huán)向焊縫系數(shù) 系數(shù)按查圖26 系數(shù)按．查圖262設(shè)計(jì)條件的危險(xiǎn)組合 如果不能保證殼程壓力和管程壓力在任何情況下都能同時(shí)作用時(shí)則不允許以殼程壓力和管程壓力的壓力差進(jìn)行管板設(shè)計(jì)如和之一為負(fù)壓時(shí)還應(yīng)考慮壓差的危險(xiǎn)組合在進(jìn)行管板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)條件考慮下列各種情況組合 1 只有殼程設(shè)計(jì)壓力 而管程設(shè)計(jì)壓力 0不計(jì)人膨脹變形差管板邊緣力矩系數(shù) 2 只有殼程設(shè)計(jì)壓力 而管程設(shè)計(jì)壓力C 0同時(shí)計(jì)人膨脹變形差管板邊緣力矩系數(shù)3 只有管程設(shè)計(jì)壓力而殼程設(shè)計(jì)壓力 0不計(jì)人膨脹變形差管板邊緣力矩系數(shù)4 只有管程設(shè)計(jì)壓力而殼程設(shè)計(jì)壓力 0同時(shí)計(jì)人膨脹變形差管板邊緣力矩系數(shù)3計(jì)算步驟1確定殼程圓筒管箱圓簡(jiǎn)管箱法蘭換熱管等元件結(jié)構(gòu)尺寸及管板布管方式 b計(jì)算AnaQ假設(shè)管板厚度為45mm2對(duì)于其延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板計(jì)算 和其中3假設(shè)管板厚度為45mm計(jì)算Kk