【正文】 1227對應的螺柱規(guī)格M24，數(shù)量28，對接筒體最小厚度=10mm標記：法蘭—T 800—外頭蓋內徑為與外頭蓋側法蘭配對，按JB/T47032000選用凹面法蘭（長頸對焊法蘭），其結構尺寸見下表： 表36 外頭蓋法蘭數(shù)據(jù)（單位：mm） DH1060101597696696352115hRda35181626122721對應的螺柱規(guī)格M24，數(shù)量28，對接筒體最小厚度=10mm標記：法蘭—FM800——115 JB/T47032000法蘭、墊片、螺母材料匹配如下：表37 法蘭、墊片、螺母材料匹配表法蘭類型非金屬軟墊片法蘭材料螺柱螺母長頸對焊聚四氟乙烯板鍛件16Mn4045選擇標準橢圓封頭，材料16MnR，其尺寸同管箱封頭=12mm，且短接長度為104mm。查JB/T47462002，附錄B，得DN=900mm，總深度H=225mm，內表面積A=，容積V=；由及已知條件可計算出 h=25mm標記： EHA90011216MnR JB/T47462002由于各種工藝和結構上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管，例如在此浮頭式換熱器管箱處開管程進出口接管孔，在筒體上開進出口接管孔。開孔以后，出削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結構的連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設計必須充分考慮開孔補強問題。局部補強結構，主要有補強圈補強、厚壁接管補強和整鍛件補強三種形式。補強的方法主要采用等面積補強法，即認為客體因開孔被削弱的承載面積，須有補強材料在離孔邊一定距離范圍內予以等面積補償。 根據(jù)參考資料《過程裝備設計》表414，允許不另行補強的最大接管為Φ89mm。否則需另行補強。接管的估算：取管子的材料為20號鋼無縫鋼管。A)殼程流體進出口接管，取殼程油品的流速為u=,則接管內徑為 =146mm去標準管內徑為150mm。 B）管程流體進出口接管，取管程循環(huán)水的流速為u=2m/s,則接管內徑為 =157mm去標準管內徑為150mm。根據(jù)《壓力容器設計手冊》表1—2—23查的不銹鋼鋼管的標準尺寸為：殼程、管程的標準尺寸：159 。所以需進行補強。 接管尺寸為Φ159，筒體上開孔外徑為159mm，需另行考慮其補強。開孔直徑 對于內徑，當筒體開孔直徑，且時，滿足等面積開孔補強計算的適用條件，且因接管（選20鋼無縫鋼管）已定，故采用等面積法進行開孔補強計算。 = 強度削弱系數(shù) 接管有效厚度。開孔所需補強面積3..有效補強范圍a. 有效寬度B 取其中的大值，故B=308mm。 外側有效高度 （實際外伸高度）取其中的小值，故=。內側有效高度 取其中的小值，故。4. 有效補強面積 筒體的有效厚度 筒體多余金屬面積接管計算厚度接管多余金屬面積A2=2h1δetδtfr+2h2(δetδt)fr（焊腳取10mm） 則有那么開孔后不需另行補強了。圖310 開孔補強面積分布 因封頭上接管的公稱直徑和材料與筒體上接管一樣，且封頭的計算厚度與筒體計算厚度相差甚微，故其補強計算與筒體補強結果相同1 拉桿設計因換熱管徑為Φ25mm，宜采用拉桿定距管結構形式，拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣。對于大直徑的換熱器，在布管區(qū)或靠近折流板缺口處應布置適當數(shù)量的拉桿，任何折流板應不少于3個支承點；拉桿材料用20鋼。根據(jù)GB1511999 ，表C和44，應該布置至少4根拉桿，拉桿的直徑應為d=16mm；其長度根據(jù)需要而定。查表45得拉桿的結構參數(shù)見下表所示。表38 拉桿的結構參數(shù)拉桿直徑d拉桿螺紋公稱直徑b161620拉桿與管板利用螺紋連接結構，拉桿螺紋公稱直徑=16mm，螺孔深度==24mm，結構尺寸圖和與定距桿配合圖如下：圖311 2 分層隔板設計分層隔板一邊與管箱封頭進行配合，另一邊與固定管板的槽面進行連接。溝槽以安放墊片，保證密封要求。它起著改變介質流向，縮小單程流通面積，延長流動距離，增加換熱時間的作用。根據(jù)GB1511999，隔板厚度=14mm；分層隔板的材料與管箱材料一樣，采用16MnR，槽寬為12mm。若10mm，則密封面處應削邊至10mm。3 定距管設計 定距管的作用是將折流板之間的距離固定下來，并保持它與換熱管垂直。當換熱管外徑大于等于19mm時，定距管外徑與換熱管相同，取Φ192mm，材料為20鋼。4 滑道設計滑道焊雨折流板下部預設的槽內，與管束成為一個整體，在拖拉管束時起導軌作用，以防折流板破壞。5 折流板的設計計算（1）折流板的選取單殼程的換熱器僅需設置橫向折流板,橫向折流板同時兼有支撐傳熱管,其結構簡單,。 弓形流板的排列采用水平裝配,這樣可造成流體的強烈擾動,傳熱效果好。取弓形流板材料為Q235A，而弓形流板切去圓缺的高度為殼體內徑的20℅則切去的圓缺高度為根據(jù)《換熱器設計手冊》當L=6000mm時可選取折流板間距，則折流板數(shù)數(shù)量為N=24塊，這樣可以同時兼具折流板和支撐作用。折流板圓缺面水平裝配，見下圖。圖312（2）折流板的厚度計算 因為折流板的厚度與換熱管無支撐跨距及殼體直徑有關，查GB1511999表34得：取換熱管無支撐跨距l(xiāng)=400mm，則。（3）折流板的管孔 查GB1511999表36，對于Ⅱ；管孔加工時，折流板上管孔加工后，45176。；折流板與殼體間隙，=。6 防沖板設計（GB1511999，）當管程采用軸向入口或換熱管內平均流速超過3m/s時，要設置防沖板如圖215，以減少流體的不均勻和對換熱管管端的沖蝕。圖313 防沖板結構 ，且為高溫輕微腐蝕性，應該在工藝液體的進口設置防沖板，防沖板的形式一般有工字形，矩形和圓形，現(xiàn)選用圓形防沖板，材料為Q235B，由GB1511999，之規(guī)定，最小厚度 ，直徑 ，取210 mm；防沖板與圓筒內壁相焊接，其外表面距圓筒內表面的距離應大于，取為40 mm；寬度為200mm.而殼程進出口管流體的 ，無需設置防沖板。7 內導流筒的選用內導流筒外表面距圓筒內表面的距離應大于，取為60mm；導流筒厚度為3mm，長度為400mm。8 防短路結構設計 1）旁路擋板設計 旁路擋板與折流板相焊接，其厚度與折流板相同為5mm，數(shù)量為2對擋板；焊接結構如下：圖314 旁路擋板焊接結構2）擋管的設計 擋管規(guī)格與換熱管相同，在中間隔板槽設置3根，與折流板焊接固定；其伸出第一塊和最后一塊折流板的長度均取為50mm。9 鞍式支座的選用 根據(jù)JB/T471292選用120176。包角重型（BⅠ）焊制、雙筋、帶墊板鞍式支座結構。支座材料為Q235—A.，墊板材料為16MnR；左端固定，右端為移動式，其結構和結構尺寸如下：圖315 鞍式支座表39鞍式支座結構尺寸公稱直徑DN允許載荷鞍座高度底板800mm220kN200mm72015010腹板筋板mm墊板螺栓間距mm鞍座質量弧長e104001201094020063653035kg10 排凈口，排氣口考慮到排凈口所排的流體性質，選擇公稱直徑為20mm的接管即可滿足要求，公稱直徑為20查閱HG 205921997 鋼制管法蘭型式，找不到相應的法蘭，所以考慮整體鋼制管法蘭，查GB/T ，得相關的尺寸如下：40X10（不需另行補強），外伸長度取150mm。11 預防管束發(fā)生震動破壞的措施 現(xiàn)代工業(yè)趨向于發(fā)展大型設備和高流速操作，這使得震動成為可能。換熱管發(fā)生震動，首先的條件就是要有激震源，而殼體流體的流動就是誘發(fā)和維持管子震動的激振能源。在流體振動設計時，主要是限制聲共振和流體彈性不穩(wěn)定性這兩個方面。因此，從這些方面出發(fā)有以下幾種防振措施：1. 降低殼程流速；2. 增加管子的固有頻率；3. 變更折流板的型式或改變管束的結構；4. 改善進、出口的流動狀況；5. 減少管子與折流板之間的間隙或采用不規(guī)則的管間距；6. 其它措施如設法堵塞換熱管與殼體之間以及其它狹窄地帶，設置實心防振擋板；7. 拆除一些換熱管或改變換熱管表面的結構狀態(tài)。參考文獻[1]GB1501998 鋼制壓力容器[2]GB1511999管殼式換熱器[3] [4][5] JB47211992 外頭蓋側法蘭[6] JB/T47032000 長頸對焊法蘭[7] JB/T471492 浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)[8] JB/T47462002 鋼制壓力容器用封頭[9] JB/T4700～47072000 壓力容器法蘭[10] JB/T4719管殼式換熱器用纏繞墊片[11] JB/T472192 外頭蓋側法蘭[12] JB/T472092管殼式換熱器用非金屬墊片[13] JB/T471292 鞍式支座[14] HG205811998 鋼制化工容器材料選用規(guī)定[15] HG205831998 鋼制化工容器結構設計規(guī)定[16] HG205841998 鋼制化工容器制造技術規(guī)定[17] HG205801998 鋼制化工容器設計基礎規(guī)定[18] TCED410022000 化工設備圖樣技術要求[19] HG20592～2063597 鋼制管法蘭、墊片、緊固件[20] 潘紅良， 華北理工大學出版社[21] 王建安 內蒙古大學出版社[22] 巨勇智 國防工業(yè)出版社[23] 秦叔經(jīng)、[24] 王昆、何小柏、[25] 致謝經(jīng)過兩個多月時間努力，我們終于完成了設計。在做設計之前，我們查找了許多換熱器方面的書，我們很清晰地認識了換熱器的結構、制造、安裝以及清洗等方面的知識，為我們接下來的設計做了很好的鋪墊！ 在整個設計過程中，許多參數(shù)是沒有直接給出的，需要我們自己動手去搜集資料，計算公式也要根據(jù)已有的經(jīng)驗進行選擇，因此必須查閱大量的文獻資料與設計手冊，以獲得時所需的設計數(shù)據(jù)。這就鍛煉了我們查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；設計時還要從技術上可行、經(jīng)濟上合理以及操作上的安全性三方面進行考慮，綜合全面的分析操作條件的改變和參數(shù)的變化對設計的影響，正確選擇設計參數(shù)，同時，還要考慮操作維護和環(huán)境保護等方面問題。這就培養(yǎng)了我們全面分析問題和解決問題的能力。本設計在邢靜宜老師的悉心指導和嚴格要求下完成的，從課題選擇、方案論證到具體設計和調試，無不凝聚著邢老師的心血和汗水，在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，讓我受益匪淺。在此向邢靜宜老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向內蒙古科技大學，機械工程學院，過程裝備與控制工程的全體老師表示由衷的謝意。64