【正文】 管板的計算厚度 ta= = 3 0 2 .8 6 0 .6 7 7 9 0 .0 4 3 6 = 4 2 .8 5 m mD C P? ?? (358) 為了保證管側(cè)和殼側(cè)結(jié)構(gòu)開槽后管板的強度所以取 n=51mm? 換熱管的應力 換熱管軸向應力計算 由 GB1501998 表 F1 內(nèi)插法得 80s =196MPa? 由 GB1501998 表 F5 內(nèi)插法得 tE =191000MPa 根據(jù) GB1511999 圖 32 查得 換熱管受壓失穩(wěn)的當量長度 cr =1200mmL GB1511999 表 J1 查得換熱管回轉(zhuǎn)半徑 i=8mm 系數(shù) (359) (360) crL /i rC? 380ts 2 1 9 1 1 0r = 2 / = 3 . 1 4 = 1 3 8 . 6 9162CE?? ??? crL 1200= 1 5 0 ri8 C? [ ] ( / )? ?cr t cr? ? ?E l i2 2 (361) 換熱管的軸向應力一般按三種工況分別計算 1) 當只考慮殼程壓力 MPa? ， 管程壓力 0tP? 時 P MPa?? (362) (363) 當 0t?? 時， ? ? t cr??? 符合要求 2）當只考慮管程壓力 MPa? ， 0sP?時 ? ? ? ?1 0 3 .9 2 1 0 .3 6 6 1 4 . 0 6c S tP P P M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ? (364) tt c s t W E11 [ ( ) ] = 1 8 .5 4 M PaAP P P GA? ?? ? ? (365) 因為 ? ?t tt?[ ] ， 符合要求 3）當考慮管程壓力和殼程壓力同時作用時 ? ? ? ?1 3 .9 2 3 .9 2 1 0 .3 6 6 1 1 .4 3 5c S tP P P M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ? (366) (367) 因為 ? ?tcr???，符合要求 換熱管與管板的拉脫力 管板與換熱管焊接高度 33l mm? 三種工況下的最大拉脫力 ? ?11 720 41. 02 3. 92 3. 92 1 357 16. 27 22. 46tt c s t welAP P P GAM Pa????? ? ???????? ? ? ??????? ? ?1 3 .9 2tt c s t w elAP P P G M P aA? ? ??? ? ? ? ????? m a x 2 2 .4 6 1 7 6 . 7 1 1 .5 33 . 1 4 2 5 3 3t aq M P adl?? ?? ? ??? (368) 許用拉脫力 ? ? ? ?0 .5 0 .5 1 3 1 6 5 .5ttq M P a?? ? ? ? (369) 因為 ? ?qq? ，所以符合要求 在三種情況下，換熱器與連接的拉脫力均滿足要求。 浮頭蓋的設計計算 管程或殼程壓力 Pt 作用下浮頭蓋的計算 a）球罐型封頭的厚度計算 管程壓力 MPa? 設計溫度 200tC?? 封頭球面半徑 196 .8iR mm? 封頭材料 Q345R 設計溫度下的許用應力 ? ? 183t MPa? ? 焊接接頭系數(shù) 1?? 1 ? 2 2C mm? 計算厚度 (370) 設計厚度 2 C mm??? ? ? (371) 名義厚度 ? ?5 5 3 . 9 2 1 9 6 . 8 3 . 5 16 1 8 3 16 citPR mm? ?? ??? ? ??? 2 10n C m m??? ? ? ? ? (372) 取名義厚度 10n mm? ? (373) b)浮頭法蘭厚度計算 計算壓力 P MPa?? 設計溫度 200tC?? 法蘭外直徑 0 480fD mm? 螺栓中心圓直徑 430bD mm? 法蘭內(nèi)直徑 360fiD mm? 螺栓材料 35CrMoA ? ? 228b MPa? ? ? ? 196tb MPa? ? 墊片材料 金屬墊片 墊片系數(shù) m3? 比壓力 69y MPa? 螺栓直徑 24bd mm? 螺栓數(shù)量 n 20? 個 浮頭墊片的基本參數(shù) , 可得 外徑 D 380mm? 內(nèi)徑 360d mm? 墊片接觸寬度 (374) 墊片基本密封寬度 3 8 0 3 6 0 1022DdN m m??? ? ? 0 52Nb mm?? (375) ∴ 0 mm? ∴墊片有效密封寬度 0 5b b mm?? (376) 墊片壓緊力作用中心圓直徑 370GD mm? (377) 預緊狀態(tài)下，需要的最小墊片壓緊力 4 4 370 5 69 401 024aGF D by N? ? ? ? ? ? (378) 操作狀態(tài)下，需要的最小墊片壓緊力 6 .2 8 6 .2 8 3 7 0 5 3 3 .9 2 1 3 6 6 2 7 . 6 8p G cF D b m P N? ? ? ? ? ? ? (379) 流體壓力引起的總軸向力 220. 78 5 0. 78 5 37 0 3. 92 42 12 68 . 68GcF D P N? ? ? ? ? (380) 預緊狀態(tài)下，需要的最小螺栓載荷 401024aaW F N?? (381) 操作狀態(tài)下，需要的最小螺栓載荷 4 2 1 2 6 8 . 6 8 1 3 6 6 2 7 . 6 8 5 5 8 1 7 8 .9PPW F F N? ? ? ? ? (382) 預緊狀態(tài)下，需要的最小螺栓總截面積 (3783) 操作狀態(tài)下，需要的最小螺栓總截面積 (384) ? ? 2401024 1 7 5 8 .8 8228aa bWA m m?? ? ? ? ? 25 5 8 1 7 8 .9 2 8 4 7 .8 5196pp tbWA m m?? ? ? 需要的螺栓總截面積 ? ? 2m a x , 2 8 4 7 .8 5m a pA A A m m?? (385) 螺栓根徑 min 20d mm? 實際使用的螺栓總截面積 (386) 預緊狀態(tài)下，螺栓設計載荷 (387) 操作狀態(tài)下，螺栓設計載荷 558178. 9pW W N?? (388) 封頭邊緣處球殼中面切線與法蘭環(huán)的夾角 (389) 預緊螺栓時，法蘭的受力 136627. 68GpF F N?? (390) 力臂 0 .5 ( ) 0 .5 ( 4 3 0 3 7 0 ) 3 0G b GL D D N? ? ? ? ? ? (391) 力矩 1 3 6 6 2 7 .6 8 3 0 4 0 9 8 8 3 0 .5G G GM F L N? ? ? ? (392) 操作狀態(tài) 作用于法蘭內(nèi)經(jīng)截面上的流體壓力引起的軸向力 220 .7 8 5 0 .7 8 5 3 6 0 3 .9 2 3 9 8 8 0 5 .1D fi cF D P N? ? ? ? ? (393) 22 22 0 3 .1 4 2 4 6 7 6 4 .644b ndA m m? ??? ? ? ? ?? ?? ? 28 47 .85 67 64 .6 22 82191638. 6mb bW A AN???? ? ? ?? ? ?a r c si n / 36 0 a r c si n 63 .119 6 .8+0 .5 1l f i iDR???????? ?（ ） 窄面法蘭墊片壓緊力 F N?? (394) 流體壓力引起的總軸向力與作用法蘭內(nèi)截面上的流體壓力引起的軸向力之差 354 677 170 093 421 268 .68TDF F F N? ? ? ? ? (395) 作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭壓力載荷引起的徑向分力 1c ot 17 00 93 c ot 63 .1 20 22 29 .8rDF F N?? ? ? ? (396) 螺栓中心至 DF 作用位置處的徑向距離 ? ? ? ?0 .5 0 .5 4 3 0 3 6 0 3 5D b fiL D D m m? ? ? ? ? ? (397) 螺栓中心至 GF 作用位置處的徑向距離 ( ) ( 430 370 ) 30G b GL D D m m? ? ? ? ? ? (398) 螺栓中心至 tF 作用位置處的徑向距離 = (399) 設法蘭厚度 =60f mm? =15l mm (3100) 操作狀態(tài)下法蘭所受各個力的力矩 39 88 05 .1 3513958179D D DM F LN m m????? （ 3101） 13 66 27 .7