【導(dǎo)讀】遞的過(guò)程設(shè)備，使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備。到指定的溫度以滿足工藝的要求。在目前大型化工及石油化工裝置中，采用各種。而降低產(chǎn)品的成本已獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。在化工廠中，換熱器所占比例也有了明。顯提高，成為最重要的單元設(shè)備之一。GB151-1999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。本設(shè)計(jì)過(guò)程中，包括了三個(gè)部分：說(shuō)明計(jì)算部分、繪圖部分、翻譯部分。設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，最后對(duì)換熱器的制造進(jìn)行了檢驗(yàn)和檢測(cè)。計(jì)算部分主要是對(duì)筒。試驗(yàn)和強(qiáng)度校核。除此之外，還參閱相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)及大量的文獻(xiàn)，完成了一張?？傃b配圖和四張零件圖的繪制，還對(duì)一篇外文進(jìn)行了翻譯等工作。

　　

【正文】 ?? 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力 28 ? ? M P as . 0 ???? ?? 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 ? ?2 0 6 . 8 2 6 MP a0 . 8 57 . 0 027 . 0 09 0 0 . 0 02 . 7 1 3 62)(P TT????????????eeiD 因?yàn)?? ?TT ??? 所以合格。 壓力及應(yīng)力計(jì)算 圓筒的最大許用壓力 ? ? ? ?M P aDPeietW1 1 6 5 0 0 6 1 . 3 222???????????? 因?yàn)?? ? cW PP ? = 所以合格。 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 M P aDpeeict)(2(?????????? ） ? ? M P at 1 2 3 6 1 .3 2 ????? 因?yàn)?? ???? tt ? 所以合格。 前端管箱筒體計(jì)算 厚度計(jì)算 29 筒體材料 Q235B 設(shè)計(jì)壓力Ｐ c＝ 設(shè)計(jì)溫度 T s=℃ 殼程圓筒內(nèi)徑 Di= 鋼板負(fù)偏差 C1= 腐蝕裕量 C2= 焊接接頭系數(shù)φ = 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 [σ ]t= 計(jì)算厚度 ? ?mmcPtiDcP0 .4 90 .1 0 7 .8 82 .1 02??????????? 設(shè)計(jì)厚度 δ d=δ + C2=+= 名義厚度 δ n=δ d + C1+△ =++△ = 由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可取δ n= 有效厚度 δ e=δ nC1C2= mm 液壓試驗(yàn)校核 30 內(nèi)徑 Di= 設(shè)計(jì)壓力 Ｐ c＝ 焊接接頭系數(shù)φ = 筒體有效厚度δ e= 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 [σ ]t= 操作溫度下許 用應(yīng)力 [σ ]= 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)σ s= 試驗(yàn)壓力值 ? ?? ?M P aPp tt0 .1 3 0 9.1 0 7 .8 81 1 3 .0 00 .1 ??????? 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力 ? ? M P as . 0 ???? ?? 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 ? ?1 2 . 9 1 MP a0 . 8 55 . 4 025 . 4 09 0 0 . 0 00 . 1 3 0 92)(P TT????????????eeiD 因?yàn)?? ?TT ??? 所以合格。 壓力及應(yīng)力計(jì)算 圓筒的最大許用壓力 31 ? ? ? ?M P aDP eietW0 9 3 8 0 0 0 7 . 8 822???????? ???? 因?yàn)?? ? cW PP ? = 所以合格。 設(shè)計(jì) 溫度下計(jì)算應(yīng)力 M P aDpeeict)(2(?????????? ） ? ? M P at 6 9 0 7 .8 8 ????? 因?yàn)?? ???? t?t 所以合格。 后端 管箱筒體計(jì)算 厚度計(jì)算 筒體材料 Q235B 設(shè)計(jì)壓力Ｐ c＝ 設(shè)計(jì)溫度 T s=℃ 殼程圓筒內(nèi)徑 Di= 鋼板負(fù)偏差 C1= 腐蝕裕量 C2= 焊接接頭系數(shù)φ = 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 [σ ]t= MPa 32 計(jì)算厚度 ? ?mmcPtiDcP2??????????? 設(shè)計(jì)厚度 δ d=δ + C2=+= 名義厚度 δ n=δ d + C1+△ =++△ = 由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可取δ n= 有效厚度 δ e=δ nC1C2= 液壓試驗(yàn)校核 內(nèi)徑 Di= 設(shè)計(jì)壓力 Ｐ c＝ 焊接接頭系數(shù)φ = 筒體有效厚度δ e= 操作溫度下許用應(yīng)力 [σ ]= 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 [σ ]t= 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)σ s= 試驗(yàn)壓力值 33 ? ?? ?M P aPp tt0 .1 3 0 91 0 7 .8 81 1 3 .0 00 .1 ??????? 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力 ? ? M P as . 0 ???? ?? 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 ? ?1 0 .9 6 6 MP a1 .0 05 .4 025 .4 09 0 0 .0 02)(P TT????????????eeiD 因?yàn)?? ?TT ??? 所以合格。 壓力及應(yīng)力計(jì)算 圓筒的最大許用壓力 ? ? ? ?M P aDPeietW2 8 6 8 0 0 0 7 . 8 822???????????? 因?yàn)?? ? cW PP ? = 所以合格。 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 M P aDpeeict)(2(?????????? ） 34 ? ? M P at 0 0 7 .8 8 ????? 因?yàn)?? ???? tt ? 所以合格。 前端管箱封頭計(jì)算 計(jì)算壓力 Pc= 設(shè)計(jì)溫度 T=℃ 設(shè)備殼體內(nèi)徑 Di= 許用應(yīng)力 [σ ]t= 墊片 外徑 D外 = 內(nèi)徑 D內(nèi) = 墊片系數(shù) m=， 比壓力 y= 壓緊面形狀： 1a， 2b。 墊片接觸寬度 N N=D外－ D內(nèi) == 基本密封寬度 b0 mmmmN 0 ???? 墊片有效密封寬度 b b= 0b = = 對(duì)于筒體端部結(jié)構(gòu)， 墊片壓緊力作用中心圓直徑 DG等于密封面平均直徑 35 DG=2DD 內(nèi)外 ?= 2 ?? 螺栓 中心圓直徑 Db= 公稱直徑 dB= 數(shù)量 n=40 個(gè) 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? ?? 設(shè)計(jì)溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPtb ?? 。 螺栓 載荷 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NyDFW Gaa 8 0 1 6 4 6 5 ??????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NmpDpDFFcGcGpW22p????????????? 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 2a 11 477 646 2A mmW ba ??? ? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 36 ? ? 2Pp 78 600 26 031WA mmtb ??? ? 因?yàn)?Aa＞ Ap 所以 需要的螺栓面積 Am=Aa= 實(shí)際的螺栓面積 Ab 222b244404Ammdn????????? 螺栓設(shè)計(jì)載荷 平蓋計(jì)算直徑 Dc=，螺栓中心圓直徑 Db=。 螺栓中心至墊片壓緊力作用中心線的徑向距離 LG 22DDL cbG????? ⑴ 預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷 ? ?Nb 1 7 6 2 7 9 8 0 8 61 1 4 7 7 6 2AAFW bmG??????? ? 結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 37 1 7 6 2 7 33G??????cc Dp ⑵ 操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷 N2 6 6 7 5 0 3 1WW p ?? 結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 0 . 3 4 5 5 0 3 1 . 2 6 6 . 3 . 3K33G????????cc Dp 計(jì)算 封頭 厚度 焊接接頭系數(shù)φ = 鋼板負(fù)偏差 C1= 腐蝕裕量 C2=。 計(jì)算厚度 預(yù)緊時(shí)取常溫的許用應(yīng)力 ， [σ ]t= MPa。 ? ??????????? t ccp pKD 操作時(shí)取設(shè)計(jì)溫度的許用應(yīng)力， [σ ]t=。 38 ? ??????????? t ccp pKD 取其中較大值，故封頭的計(jì)算厚度δ p= 設(shè)計(jì)厚度 δ d=δ p + C2=+= 名義厚度 δ n=δ d + C1+△ =++△ = 由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可取δ n= 后端管箱封頭計(jì)算 計(jì)算壓力 Pc= 設(shè)計(jì)溫度 T=℃ 設(shè)備殼體內(nèi)徑 Di= 許用應(yīng)力 [σ ]t=。 墊片 外徑 D外 = 內(nèi)徑 D內(nèi) = 墊片系數(shù) m= 比壓力 y= 壓緊面形狀： 1a， 2b。 39 墊片接觸寬度 N N=D外－ D內(nèi) == 基本密封 寬度 b0 b0=2N=223=＞ 墊片有效密封寬度 b b= 0b = = 對(duì)于筒體端部結(jié)構(gòu)，墊片壓緊力作用中心圓直徑 DG等于密封面平均直徑 DG= 2DD 內(nèi)外 ? = ?? 螺栓 中心圓直徑 Db= 公稱 直徑 dB= 數(shù)量 n=40 個(gè) 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? ?? 設(shè)計(jì)溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPtb ?? 。 螺栓載荷 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NyDFW Gaa 8 0 1 6 4 6 5 ??????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 40 NmpDpDFF cGcGp22p????????????? 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 2a 11 477 646 2A mmW ba ??? ? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 2Pp 78 600 26 031WA mmtb ??? ? 因?yàn)?Aa＞ Ap 所以需要的螺栓面積 Am=Aa= 實(shí)際的螺栓面積 Ab 222b244404Ammdn????????? 螺栓設(shè)計(jì)載荷 平蓋計(jì)算直徑 Dc=，螺栓中心圓直徑 Db=。 螺栓中心至墊片壓緊力作用中心線的徑向距離 LG 22DDL cbG????? 41 ⑴ 預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷 ? ?Nb 1 7 6 2 7 9 8 0 8 61 1 4 7 7 6 2AAFW bmG??????? ? 結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 1 7 6 2 7 33G??????cc Dp ⑵ 操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷 N2 6 6 7 5 0 3 1WW p ?? 結(jié)構(gòu)特征系數(shù) K 0 . 3 4 5 5 0 3 1 . 2 6 6 . 3 . 3K33G????????cc Dp 計(jì)算封頭厚度 焊接接頭系數(shù)φ = 鋼板負(fù)偏差 C1= 腐蝕裕量 C2= 計(jì)算厚度 預(yù)緊時(shí)取常溫的許用應(yīng)力， [σ ]t=。 42 ? ??????????? t ccp pKD 操作時(shí)取設(shè)計(jì)溫度的許用應(yīng)力， [σ ]t=。 ? ??????????? t ccp pKD 取其中較大值，故封頭的計(jì)算厚度δ p= 設(shè)計(jì)厚度 δ d=δ p + C2=+= 名義厚度 δ n=δ d + C1+△ =++△ = 由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格可取δ n= 管板設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)構(gòu)尺寸及材料選取 管束219?? 532根 材料 00Cr19Ni10 換熱管長(zhǎng) 6000mm 本設(shè)計(jì)中的固定管板的型式為 e型 換熱管與管板連接為 ：脹焊并用 強(qiáng)度焊 貼脹 換熱器按轉(zhuǎn)角正方形排列 管中心距 25mm 43 換熱管與管板連接焊縫高度 3mm， 1l=3mm 管箱 管箱法蘭選用 JB47032021FM DN=iD=800 D=960 1D=915 2=876 3D=866 ?=48 H=115 h=35 換熱管穩(wěn)定許用應(yīng)力 查 GB1511999附錄 1J得 i= 受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度 5 ????? tsttr EC ?? 44 ??iLcr 因?yàn)閞cr CiL ?，故 ?? ??????? ??????