【正文】 偏差應(yīng)符合《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1633中的規(guī)定。結(jié)論：折流板直徑2590mm 換熱管在其材料允許使用溫度范圍內(nèi)的最大無(wú)支撐跨距，應(yīng)按表49定。 表49 換熱管在其材料允許使用溫度范圍內(nèi)的最大無(wú)支撐跨距換熱管外徑10121416192532384557最大無(wú)支撐跨距鋼管——11001300150018502200250027503200有色金屬管7508509501100130016001900220024002800注：1不同的換熱管外直徑的最大無(wú)支撐跨距值，可用內(nèi)插法求得。2環(huán)向翅片清可用翅片根徑作為換熱管外直徑，在表中查取最大無(wú)支撐跨距，然后再乘以假定去掉翅片的竹子與有翅片的管子單位長(zhǎng)度重量比的四次方根(即成正比的縮小)。3本表列出的最大無(wú)支撐跨距不考慮流體誘導(dǎo)振動(dòng)，否則應(yīng)參照附錄E的準(zhǔn)則。 拉桿1）拉桿與管板焊接連接的桿孔結(jié)構(gòu)拉桿與管板焊接連接的拉桿孔結(jié)構(gòu)，拉桿孔深度l3 等于拉桿孔直徑 d1拉桿孔直徑按式 式中：拉桿直徑，mm 拉桿孔直徑，mm2）拉桿與管板螺紋連接的拉桿螺紋結(jié)構(gòu)拉桿與管板螺紋連接的拉桿螺紋結(jié)構(gòu)，螺紋深度按式 式中: 螺孔深度，mm； 拉桿螺孔公稱直徑，mm； 結(jié)論：拉桿直徑為16mm， 螺紋深度為20mm。 常用拉桿的形式有兩種： ①拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑大于或等于 19mm 的管束，按表15規(guī)定； ②拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于或等于 14mm 的管束； 當(dāng)管板較薄時(shí)，也可采用其他的連接結(jié)構(gòu)。 圖418 拉桿的連接尺寸拉桿的直徑和數(shù)量可以按表410表411用。表410 換熱管的的直徑換熱管外徑d10≤d≤1414＜d＜2525≤d≤57拉桿直徑dn101216結(jié)論：拉桿直徑為16mm。表411 桿的數(shù)量公 稱直徑DN/mm拉桿直徑DN/ mm＜400≥400~＜700≥700~＜900≥900~＜1300≥1300~＜1500≥1500~＜1800≥1800~＜2000≥2000~＜2300≥2300~＜26001046101216182428321244811214182024164466810121416在保證大于或等于表412所給定的拉桿總截面積的前提下，拉桿直徑和數(shù)量可以變動(dòng)，但其直徑不得小于l 0mm，數(shù)量不少于16根。結(jié)論：拉桿數(shù)量為16個(gè) 拉桿的連接尺寸按表412定。 拉桿的長(zhǎng)度按需要確定，本設(shè)計(jì)中拉桿的長(zhǎng)度為8510mm。表412 不同拉桿對(duì)應(yīng)的螺紋拉桿直徑d拉桿螺紋及公稱直徑dn101013≥40121215≥40161620≥60 拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對(duì)于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支承點(diǎn)。 支座 生產(chǎn)中的各種容器都是通過(guò)支座面固定在某一位置上。雖然容器的結(jié)構(gòu)和形狀不一樣，但他們的支座型式主要有三種：立式容器支座、臥式容器支座和球形容器支座。支座型式的選用，要根據(jù)設(shè)備的重量、結(jié)構(gòu)、承受的載荷及操作等要求來(lái)確定。本設(shè)計(jì)要求用到的是臥式容器支座，臥式容器支座可分為鞍座式、圈座式和支腿式三種支座。小型臥式容器設(shè)備用支腿式支座，圈座式很少使用，鞍座式支座應(yīng)用較多。鞍座式支座由墊片（又叫加強(qiáng)板）、腹板（徑向直立筋板）、肋板（軸向直立筋板）、底板構(gòu)成。當(dāng)器璧較厚時(shí)，支座的環(huán)向應(yīng)力不大時(shí)，可不加墊板。其標(biāo)準(zhǔn)系列的直徑范圍為DN1594000mm。同一公稱直徑分輕、重型兩種形式；根據(jù)底板螺栓孔形狀又分成固定鞍座（圓形螺栓孔）和活動(dòng)鞍座（長(zhǎng)圓形螺栓孔）兩種形式。每臺(tái)設(shè)備只用兩個(gè)鞍座，應(yīng)采用固定與活動(dòng)鞍座各一個(gè)。多于兩個(gè)鞍座是不恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)榘白礁叨鹊奈⑿〔町?，?huì)造成支座受力不均，從而引起器壁的不利應(yīng)力。根據(jù)所選的支座所承受的載荷不超過(guò)支座的允許33載荷，選用鞍座式支座，其DN=2600mm，JB/T471292。根據(jù)JB/，選擇鞍式支座，選擇BI型，其中筋板數(shù)為6，如下圖所示：圖419 鞍式支座結(jié)構(gòu)及參數(shù)參數(shù)如下：允許載荷Q=1950KN、鞍座高度h=250mm底板：mm腹板：筋板：墊板：弧長(zhǎng)螺栓配置：間距，螺孔，螺紋M20，孔長(zhǎng)鞍座質(zhì)量每增加100mm高度增加的質(zhì)量為5 螺旋折流板式換熱器的強(qiáng)度計(jì)算表51 換熱器設(shè)計(jì)條件管程殼程壓力，MPa操作設(shè)計(jì)溫度，℃操作（進(jìn)/出）34/38設(shè)計(jì)100100介質(zhì)水（管程）丁二烯（殼程）腐蝕余量,mm22程數(shù)61焊接接頭系數(shù)φa. 換熱管換熱器公稱直徑DN2600，即 ；換熱管規(guī)格；換熱管排管根數(shù)n=4158；換熱管為轉(zhuǎn)角三角形排列，管心距S=32mm；換熱管與管板的連接形式：脹接；殼程側(cè)管板結(jié)構(gòu)開(kāi)槽深度3mm；管板分程隔板槽深4mm；b. 管箱法蘭管箱法蘭采用JB 4702—2000，可以得到：法蘭外直徑；法蘭螺柱孔中心圓直徑；法蘭密封面尺寸；管箱法蘭厚度螺栓數(shù)量；螺柱規(guī)格M24，如圖51圖51 雙螺栓結(jié)構(gòu)查JB4707－1992，得,則螺柱有效承載面積 。 根據(jù)GB/T1501998表81，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑是Φ89mm，本開(kāi)孔外徑為89mm，因此不需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。（1）補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別 ?補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表415，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開(kāi)孔外徑等于273mm，故需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 ?補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開(kāi)孔直徑 本凸形封頭開(kāi)孔直徑，滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ?封頭計(jì)算厚度 由于在橢圓形封頭中心區(qū)域開(kāi)孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式確定式中(查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表45)?開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)注：接管使用10號(hào)鋼開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算（4） 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 ?有效寬度B }取大值故B=538mm ?有效高度外側(cè)有效高度 }取小值故內(nèi)側(cè)有效高度}取小值故 （4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積?封頭多余金屬面積封頭多余金屬面積 ?接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度 接管多余金屬面積按式計(jì)算 ?接管區(qū)焊縫面積（） ④有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑤所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 那么開(kāi)孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)（查GBl501998）：16MnR，鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654查表41, 200℃設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力； 200℃設(shè)計(jì)溫度下屈服應(yīng)力查表F5，200℃金屬溫度下彈性模量；查表F6，200℃金屬溫度下平均線性膨脹系數(shù)，100℃金屬溫度下平均線性膨脹系數(shù)：10號(hào)鋼 鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB8163；查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》，表D2[1] ，200℃下許用應(yīng)力；查GB1501998表 F2，200℃設(shè)計(jì)溫度下屈服應(yīng)力；查表F5，200℃金屬溫度下彈性模量；℃金屬溫度下彈性模量(可用中值法)；查表F6，℃金屬溫度下平均線性膨脹系數(shù)、法蘭材料:16Mn鍛件JB4726查表45, 200℃設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力；200℃設(shè)計(jì)溫度下屈服應(yīng)力；100℃設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力；100℃設(shè)計(jì)溫度下屈服應(yīng)力；查表F5, 200℃金屬溫度下彈性模量 。100℃金屬溫度下彈性模量。 ：40Cr, GB3077 調(diào)質(zhì)查表47，常溫下許用應(yīng)力； 100℃設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力；100℃設(shè)計(jì)溫度下屈服應(yīng)力；200℃計(jì)溫度下許用應(yīng)力；200℃計(jì)溫度下屈服應(yīng)力；：鍍鋅薄鋼板包石棉橡膠板 查表9—墊片系數(shù) ； 比壓力 換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力查GBl51一l999附錄J表得換熱管的回轉(zhuǎn)半徑由圖GBl51一l999中圖32可知失當(dāng)量長(zhǎng)度為:系數(shù),因?yàn)椋?故選用換熱管合格。、筒體校核計(jì)算表52 封頭、筒體校核計(jì)算表前端管箱封頭計(jì)算計(jì)算單位 計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc MPa設(shè)計(jì)溫度 t 176。 C內(nèi)徑 Di mm曲面高度 hi mm材料 16MnR(正火) (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] MPa鋼板負(fù)偏差 C1 mm腐蝕裕量 C2 mm焊接接頭系數(shù) f 厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)計(jì)算厚度 d = = （K=1）mm有效厚度 de =dn C1 C2= mm最小厚度 dmin = mm名義厚度 dn = mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 [Pw]= = MPa結(jié)論 合格后端管箱封頭計(jì)算計(jì)算單位計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc MPa設(shè)計(jì)溫度 t 176。 C內(nèi)徑 Di mm曲面高度 hi mm材料 16MnR(正火) (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] MPa鋼板負(fù)偏差 C1 mm腐蝕裕量 C2 mm焊接接頭系數(shù) f 厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 計(jì)算厚度 d = = mm有效厚度 de =dn C1 C2= mm最小厚度 dmin = 16mm名義厚度 dn = mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 [Pw]= = MPa結(jié)論 合格殼程圓筒計(jì)算計(jì)算單位 筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算條件計(jì)算壓力 Pc MPa設(shè)計(jì)溫度 t 176。 C內(nèi)徑 Di mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss MPa鋼板負(fù)偏差 C1 mm腐蝕裕量 C2 mm焊接接頭系數(shù) f 厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度 d = = mm有效厚度 de =dn C1 C2= mm名義厚度 dn = mm重量Kg壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值PT = = MPa壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平 [s]T[s]T163。 ss = MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 sT = = MPa校核條件 sT163。 [s]T校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力 [Pw]= = MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = MPa[s]tf MPa校核條件[s]tf ≥st結(jié)論合格數(shù)據(jù)殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積： 沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)：隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距：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：管板開(kāi)孔后的面積：系數(shù) 圓筒殼壁金屬橫截面積：管板布管區(qū)面積： 一根換熱管管壁金屬的橫截面積,查GB1511999得 換熱管管壁金屬的總橫截面積為：系數(shù)管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑：管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比：管板延長(zhǎng)部分形成的凸緣寬度：墊片壓緊力下作用中心圓直徑：當(dāng)時(shí)，螺柱載荷：預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺柱載荷：操作狀態(tài)下需要的最小螺柱載荷：預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺柱面積：操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積：需要的螺柱面積：墊片壓緊力的力臂:基本法蘭力矩：管程壓力操作下的法蘭力矩螺栓中心至作用位置處的徑向距離：螺栓中心至作用位置處的徑向距離：螺栓中心至作用位置處的徑向距離：作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體靜壓軸向力：法蘭墊片壓緊力:流體靜壓總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體靜壓軸向力之差：法蘭操作力矩：系數(shù),按和查GB1511999圖26式中，為管箱法蘭厚度；，查GB1511999圖26得: 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)殼體不帶波形膨脹節(jié)時(shí)，換熱管與