【導(dǎo)讀】所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由我本人獨(dú)立完成。獻(xiàn)等的引用，已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。如在文中涉及到抄襲或剽竊行為，本人愿承。擔(dān)由此而造成的一切后果及責(zé)任。裝備工程設(shè)計(jì)的一般程序；熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，提高專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，為今后工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。工圖紙和編寫設(shè)計(jì)說明書。圖紙總量不少于6張1#圖紙。結(jié)論、參考文獻(xiàn)、符號(hào)說明、致謝、附錄等。2）英文翻譯不少于5000漢字，原文至少有20210印刷符號(hào)。3）文獻(xiàn)綜述不少于1000字，查閱文獻(xiàn)不少于20篇，其中英文不少于5篇。4）書寫格式按學(xué)校有關(guān)規(guī)定。5）答辯提交：圖紙、計(jì)算書、翻譯、文獻(xiàn)綜述，以及所有相關(guān)的電子文檔。GB151-1999《管殼式換熱器》、GB150《鋼制壓力容器》.用于汽化塔底產(chǎn)物的換熱器通常稱之為再沸器。設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核，并完成了6張一號(hào)圖紙，其中包括1張裝配圖，4張零件圖。

　　

【正文】 m； — 制造環(huán)境溫度，； — 沿長度平均的殼程圓筒金屬溫度，； — 沿長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 GB1501998 第 9 章，按 K=查??； — 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)管箱法蘭采用長頸對(duì)焊時(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； 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 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??； — 法蘭力矩折減系數(shù)； — 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程內(nèi)徑之比； — 系數(shù)； — 系數(shù)； — 殼程圓筒軸向應(yīng)力， MPa； — 殼程法蘭應(yīng)力， MPa； — 管板徑 向應(yīng)力， MPa； — 管板徑向應(yīng)力系數(shù)； — 管板布管區(qū)周邊徑向應(yīng)力系數(shù)； — 換熱管軸向應(yīng)力（位于管束周邊出換熱管軸向應(yīng)力）， MPa； — 在設(shè)計(jì)溫度時(shí)，管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 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)； — 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力， MPa； — 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)； — 殼程圓筒的裝配環(huán)向焊縫系數(shù)； — 系數(shù)，按和查圖 26； 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 系數(shù)，按和查圖 26； 第 3． 7 節(jié) 接管的計(jì)算 管側(cè)接管的公稱直徑分別為 DN500mm 和 DN600mm。由 HG2058198《鋼制壓力容器材料選用規(guī)定》表 56 可知接管外徑分別為 508mm和 610mm，接管材料選用16Mn，查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 43 可得 =163MPa （ 1）物料入口接管（ DN=500mm，） 接管最小壁厚 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計(jì)算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后 mm。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =170MPa =170MPa 則： 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力。 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 所以接管尺 寸為。 （ 2）物料出口接管（ DN=600mm，） 接管最小壁。 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計(jì)算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后 mm。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =163MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力 式中： ：試驗(yàn)壓力下接管的應(yīng)力， MPa； ：接管的內(nèi)直徑， mm。 ：試驗(yàn)壓力， MPa； ：接管的有效厚度， mm； 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 所以接管尺寸為 . 根據(jù)工藝條件表知，蒸汽入口和出口接管的公稱直徑分別為 DN400mm 和DN150mm 由 HG2058198《鋼制壓力容器材料選用規(guī)定》 表 56 可知接管外徑分別為 ，接管材料選用 16MnR，查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 43可得 =135MPa。 （ 3）蒸汽入口（ DN=400mm，） 高壓蒸汽入口接管最小壁厚 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計(jì)算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后： mm。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）： 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =135MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力 . 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 所以接管尺寸為 （ 4）蒸汽出口（ DN=150mm，） 接管最小壁厚 . 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計(jì)算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后： mm。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =135MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： 校核接管應(yīng)力 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 所以接管尺寸為。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3． 8 節(jié) 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 在這個(gè)固定管板管殼式換熱器的外殼上共有六個(gè)接管，其中有四個(gè)在接管的公稱直徑 在不需要補(bǔ)強(qiáng)的要求之外，根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 P75 中 的規(guī)定補(bǔ)強(qiáng)。 因此對(duì)超出要求的接管進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 符號(hào)說明： A開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積， 。 B補(bǔ)強(qiáng)有效寬度， mm； C厚度附加量（按第 3 章）， mm； 殼體開孔處的計(jì)算厚度， mm； 殼體開孔處需要補(bǔ)強(qiáng)的當(dāng)量厚度， mm； 殼體開孔處的的名義厚度， mm； 強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值，當(dāng)該比值大于 時(shí)，取； 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； 補(bǔ)強(qiáng)圈的有效補(bǔ)強(qiáng)高度， mm； 鋼板厚度負(fù)偏差， mm； 腐蝕裕度， mm； 3． 8． 1 、物料入口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑，故須另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。封頭和接管的厚度附加量 C 均取 2mm。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法 開孔補(bǔ)強(qiáng)直徑 d==500+2 , 本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 3）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭計(jì)算厚度 由于在封頭區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr： 接管有效厚度為 c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 (4) 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定： (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 . c．內(nèi)側(cè)有效高度 h2按式（ 481）確定 (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，得 . (5) 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭有效厚度 封頭多余金屬面積 A1按式（ 482）計(jì)算： b．接管多余金屬面積 A2： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計(jì)算（由前面 計(jì)算知） c．接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ）： d．有效補(bǔ)強(qiáng)面積 6. 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 因?yàn)椋栽摻庸芸撞恍枰a(bǔ)強(qiáng)。 3． 8． 2 物料出口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑，故 須另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。封頭和接管的厚度附加量 C 均取 2mm。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法 開孔補(bǔ)強(qiáng)直徑 d==600+2 , 本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 (3) 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭計(jì) 算厚度 由于在封頭區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 所以取 . 接管有效厚度為 c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定 (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 . c．內(nèi)側(cè)有效高度 h2按式（ 481）確定 (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，的。 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭有效厚度 封頭多余金屬面積 A1按式 （ 482）計(jì)算 b．接管多余金屬面積 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計(jì)算（由前面 計(jì)算知） c．接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） d．有效補(bǔ)強(qiáng)面積 6. 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 因?yàn)?，所以該接管孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3． 8． 蒸汽入口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑，故須另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。封頭和接管的厚度附加量 C 均取 2mm （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法 開孔補(bǔ)強(qiáng)直徑 d==600+2 , 本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 （ 3）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．筒體計(jì)算厚度 由于在筒體區(qū)域開孔，所以筒體計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 所以取 接管有效厚度為 . c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定 (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 c．內(nèi)側(cè) 有效高度 h2按式（ 481）確定 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，得。 （ 5）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 a．筒體有效厚度 封頭多余金屬面積 A1按式（ 482）計(jì)算 b．接管多余金屬面積 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計(jì)算（由前面 計(jì)算知） c．接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ） d．有效補(bǔ)強(qiáng)面積 6. 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 因?yàn)?，所以該接管孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。 3． 8． 4 、蒸汽出口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑 ，故須另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。封頭和接管