【正文】 材料名稱： RMn16 (熱軋 )(板材 ) 21 內(nèi)徑 ： mmDi 1200? 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ： ? ? MPat 170?? 試驗溫度許用應(yīng)力 ： ? ? MPa170?? 試驗溫度下屈服點 ： MPas 345?? 鋼板負(fù)偏差 ： mmC 01 ? 腐蝕裕量 ： mmC 32 ? 焊接接頭系數(shù) ： ?? 厚度計算 計算厚度 : ? ? mmPDP ct ic ???? ???? ??? （ 3— 30） 設(shè)計厚度： mmCd ????? ?? （ 3— 31） 名義厚度 : mmCdn ????????? ?? （ 3— 32） 按 GB151《管殼式換熱器》 表 8中規(guī)定，取 mmn 14?? 有效厚度： mmCCne 11301421 ??????? ?? (3— 33) 壓力試驗時應(yīng)力校核 壓力試驗類型：液壓試驗 試驗壓力值 : ? ?? ? MP aPPtT ????? ?? (3— 34) 壓力試驗允許通過的應(yīng)力： 22 ? ? M P asT ????? ??? (3— 35) 試驗壓力下圓筒的應(yīng)力： ? ? ? ? MP aDPeeiTT ?? ????? ? ?? （ 3— 36） 校核條件： ? ?TT ?? ? 校核結(jié)果：合格 應(yīng)力 及應(yīng)力計算 設(shè)計溫度下圓筒的最大允許工作壓力： ? ? ? ? MP aDP eitew 00 ?? ?????? ? ??? （ 3— 37） 設(shè)計溫度下圓筒的計算應(yīng)力： ? ? ? ? MP aDPeeict 1112 ?? ????? ? ?? （ 3— 38） 又 ? ? M P at ????? （ 3— 39） 校核條件： ?t≤ ? ?t?? 校核結(jié)果：合格 外頭蓋封頭的計算 計算條件 計算壓力 ： MPaPc ? 設(shè)計溫度 ： Ct ??200 材料名稱： RMn16 (熱軋 )(板材 ) 內(nèi)徑 ： mmDi 1200? 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ： ? ? MPat 170?? 23 試驗溫度許用應(yīng)力 ： ? ? MPa170?? 試驗溫度下屈服點 ： MPas 345?? 鋼板負(fù)偏差 ： mmC 01 ? 腐蝕裕量 ： mmC 32 ? 焊接接頭系數(shù) ： ?? 封頭形狀：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭， 22 ?ii hD 厚度 計算 形狀系數(shù) : ? ? 122612261 22 ???????????? ??????????iihDK （ 3— 40） 計算厚度 : ? ? mmPDKP ct ic ????? ????? ??? （ 3— 41） 設(shè)計厚度： mmCd ????? ?? （ 3— 42） 名義厚度 : mmCdn ????????? ?? （ 3— 43） 有效厚度 ： mmCCne 11301421 ??????? ?? （ 3— 44） 壓力 試驗時應(yīng)力校核 壓力試驗類型：液壓試驗 試驗壓力值 : ? ?? ? MP aPPtT ????? ?? （ 3— 45） 壓力試驗允許通過的應(yīng)力： 24 ? ? M P asT ????? ??? （ 3— 46） 試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 : ? ? ? ? MP aDPeeiTT ?? ?????? ? ?? （ 3— 47） 校 核條件： ? ?TT ?? ? 校核結(jié)果：合格 壓力 計算 設(shè)計溫度下圓筒的最大允許工作壓力： ? ? ? ? MP aKDP eitew ???? ?????? ???? （ 3— 48） 結(jié)論：合格 管板設(shè)計 符號說明 ： Ad —— 未能被換熱管支撐的面積， mm2； A1 —— 管板布管區(qū)內(nèi)開孔后的面積， ㎜ 2 ； At —— 管板布管區(qū)面積，㎜ 2 ； a —— 一根 換熱管管壁金屬的橫截面積，㎜ 2 ； C —— 系數(shù)， 按 2131 ~~ at PK 和 t?1 查圖 23； DG—— 固定端管板墊片壓緊力作用中心圓直徑，㎜； Dt —— 布管區(qū)當(dāng)量直徑，㎜ ； d —— 換熱管外徑，㎜ ； Ep —— 設(shè)計溫度時，管板材料的彈性模量， MPa； Et—— 設(shè)計溫度時，換熱管材料的彈性模量， MPa； Gwe—— 系數(shù)，按 2131 ~~ at PK 和 t?1 查圖 24； 25 Kt—— 管束模數(shù)， MPa； tK~ —— 管束無量綱度； L — — 換熱管有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距），㎜； l —— 換熱管與管板脹接長度或焊腳高度，㎜； n —— 換熱管跟數(shù)； aP~ —— 無量綱壓力， ? ?trda pP ??~ ? ； Pc —— 當(dāng)量壓力組合， MPa ； Pd—— 管板設(shè)計壓力， MPa ； Ps—— 殼程設(shè)計壓力， MPa ； Pt—— 管程設(shè)計壓力， MPa ； q —— 換熱管與管板連接拉脫力， MPa ； [q] —— 許用拉脫力， MPa ； S —— 換熱管中心距 ，㎜ ； β —— 系數(shù)， β =1naA ； ? —— 管板計算厚度，㎜ ； ?t—— 換熱管管壁厚度，㎜ ； ? —— 管板剛度 削弱 系數(shù)，一般可取 ? 值 ； ? —— 管板強度 削弱 系數(shù)，一般可取 ? = ； t? —— 系數(shù)，Gtt DD?? ； t? —— 換熱管軸向應(yīng)力， MPa ； []cr? —— 換熱管穩(wěn)定許用壓力， MPa ； []tr? —— 設(shè)計溫度時，管板材料的許用應(yīng)力， MPa ； 26 []tt? —— 設(shè)計溫度時，換熱管材料的許用應(yīng)力， MPa 。對焊法蘭密封選擇是否合理，對密封有很大影響。 煉廠常用的法蘭形式有平焊法蘭、對焊法蘭及螺紋法蘭。 （ 3） 整鍛件補強 該補強結(jié)構(gòu)是將接管和部分殼體連同補強部分金屬集中開孔應(yīng)力最大部位，能有效地降低應(yīng)力集中系數(shù)；可采用對焊焊縫，并使焊縫極其熱影響區(qū)離開最大應(yīng)力點，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降低 10%15%。 （ 2） 厚壁接管補強 即在開孔處焊上一段厚壁接管。 壓力容器接管補強結(jié)構(gòu)通常采用局部補強結(jié)構(gòu)主要有補強圈補強，厚壁接管補強和整鍛件補強三種形式。因此，壓力容器的設(shè)計必須充分考慮 13 開孔的補強設(shè)計。為了消除這個弊病，宜采用多弓形折流板。 折流板一般應(yīng)按等間距布置，管束兩端的折流板應(yīng)盡量靠近殼程進出口接管。 常用的折流板形式有弓形和圓盤 圓環(huán)形兩種，其中弓形折流板有單弓形，雙弓形和三弓形三種，根據(jù)需要也可采用其他形式的折流板與支持板，如堰形折流板。由于封頭的橢圓部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，采用橢圓形封頭還易于 制造。受均勻內(nèi)壓作用封頭強度計 算，由于封頭和圓筒相連接。 封頭 壓力容器的封頭種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等。因此，在滿足強度的前提下，應(yīng)盡量減少管板厚度。為節(jié)約耐腐蝕材料，工程上常采用不銹鋼 和 鋼，鈦 和 鋼，銅 和 鋼等符合板 ，或堆焊襯里。當(dāng)流體物腐蝕性或有輕微腐蝕時，管板一般采用壓力容器用碳素鋼或低合金鋼板或鍛件制造。正三角形排列形式可以在同樣的管板面積上排列最多的管數(shù)，故用的最為普遍，但管外不一清洗。 常用材料有碳素鋼，低合 金鋼，不銹鋼，銅銅鎳合金，鋁合金，鈦等。采用小管徑，可使單位體積的傳熱面積增大，結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量減少，傳熱系數(shù)提高。 結(jié)構(gòu)的選擇與論證 換熱管 除光管外，換熱管還可采用各種各樣的強化換熱管，如翅片管，螺旋槽管，螺紋管等。墊片的耐用溫度應(yīng)大于操作溫度，要有一定的機械強度和適當(dāng)?shù)娜彳浶?。使用有不同的硬度?16MnR 是一種低合金鋼，它是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入一種或數(shù)種合金元素（不超過 5%）以提高鋼材的強度，耐高溫、耐低溫、耐腐蝕等性能，各種合金元素 在低合金鋼中起著不同的作用，錳能有效的提高強度，降低冷脆性能。要進行換熱的容器要用導(dǎo)熱系數(shù)較高的材料達到節(jié)省材料的目的。螺栓的許用應(yīng)力應(yīng)根據(jù)材料的不同狀態(tài)和直徑大小而定。因為對韌性材料制作的容器，按彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則，容器總體部位的最大應(yīng)力強度應(yīng)低于材料的屈服點，故許用應(yīng)力應(yīng)以屈服點為基準(zhǔn)。 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力是容器殼體，封頭等受壓元件的材料許用強度，取材料強度失效判據(jù) 8 的極限值與相應(yīng)的材料設(shè)計系數(shù)之比，設(shè)計時必須合理的選擇材料的許用應(yīng)力，采用過小的許用應(yīng)力，會使設(shè)計的部分過分笨重而浪費的材料，反之則使部件過于單薄而容易破損。在無特殊腐蝕情況下，對于碳素鋼和低合金鋼， C2 不小于 1mm；對于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時，可取 C2=0。 有效厚度（ eδ ）為名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材負(fù)偏差。 厚度及厚度附加量 設(shè)計時要考慮厚度附加 量 C由鋼材的厚度負(fù)偏差 C1和腐蝕裕量 C2組成 ， C=C1+C2 ,不包括加工減薄量 C3。 GB150 規(guī)定設(shè)計溫度等于或低于 20℃的容器屬于低溫容器。 對于盛裝液化氣體的容器，由于容器內(nèi)介質(zhì)壓力 為液化氣體的飽和蒸汽壓，在規(guī)定的裝量系數(shù)范圍內(nèi)，與體積無關(guān)，僅取 絕于溫度的變化，故設(shè)計壓力與周 圍的大氣環(huán)境溫度密切相關(guān)。最高工作壓力系指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的最高表壓。主動強化傳熱以消耗外部能量為代價的，如采用電場、光照射、攪拌、流體振動、機械表面振動等手段，由于受到外加能量限制，因而工程主要采用被動強化傳熱技術(shù)，即通過增加單位體積內(nèi)的傳熱面積或者提高傳熱系數(shù)增加產(chǎn)熱量。 增大傳熱系數(shù)、妥善布置傳熱面、增大平均溫度差是強化傳熱的三種途徑，其中提高傳熱系數(shù)是當(dāng)今強化傳熱的重點。強化傳熱研究的主要任務(wù)是改善熱傳遞速率，以達到用最經(jīng)濟的設(shè)備來傳遞規(guī)定的熱量 ，用最經(jīng)濟的冷卻方式保護高溫元件的安全，即用最佳的熱效率實現(xiàn)能源的合理利用。 各種新型、高效換熱器逐步取代現(xiàn)有常規(guī)產(chǎn)品。 浮頭式換熱器 適用范圍 ： 浮頭式換熱器適用于壓力溫度范圍較大，特別是殼體和換熱管壁溫相差較大或介質(zhì)易結(jié)垢的場合。正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列，能夠使管間的小橋形成一條直線通道，便于用機械進行清洗，一般用于管束可抽出管間清洗的場合。 浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要求而設(shè)計的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。 混合式換熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、混合進行 熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。 換熱器的特點 一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件 下；非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。 換熱器既可是一種單獨的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。 pressure test 3 目 錄 1 換熱器概述 ............................................................................................................... 1 換熱器的特點 ................