【正文】 然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下裝備專業(yè)知識的基礎；這樣我才能在大學最后一個學期完成自己的設計，這和老師們的諄諄教誨是離不開的，同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。 在這里首先要感謝我的導師老師。關于說明說明必須充分說明的目的在于讓對方明白（3）避免原則錯誤、技術錯誤、一般錯誤：積極amp。關于圖框圖框的名稱和大小②關于設計參數(shù)的選擇設計參數(shù)的選擇原則以安全為目的參考其它工程在其條件下選擇的原則②為什么要設置③認真對待每一個問題：從方法到具體技術④學習計劃在設計前進行相關知識的系統(tǒng)學習設計時對此設計內容進行學習2. 在進行結構設計時，考慮到化工設備的危險性，首當其沖的是它的安全性，其次是它的經(jīng)濟性，安全性和經(jīng)濟性的綜合考慮才是良好的選擇，最后考慮到我們的設計可制造性、加工性，繪制設計圖紙時，焊接等方面也要不能忽視。為了保證它的準確性，每個步驟我都反復驗算了多遍。正是意識到其重要性，從一開始我就嚴格要求自己，要求自己盡量去把每個問題都弄明白。根據(jù)標準GB/T5117—1995和焊接材料的設計原則，在保證焊接接頭與母材相同的高溫蠕復強度和抗淬化性的前提下改善其焊接性，即提高其抗裂性，應使用與母材成份基本相同的同類焊材，而且異種鋼的焊接一般選用與較低強度等級鋼材相匹配的焊條。工件應采取焊前預熱，焊后緩冷等工藝防止裂縫。 碳素鋼和低合金結構鋼的碳當量經(jīng)驗公式為： 式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu為鋼中該元素含量的百分數(shù)。影響金屬材料可焊性的主要因素是化學成分。并應符合JB4708—《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的有關規(guī)定，其保存期不少于七年。 分布板 （1）、在六軸數(shù)控機床上加工分布板 ,根據(jù)圖樣要求利用微機編寫鉆孔程序 ,嚴格檢查管孔排列 ,管橋寬度、管孔表面粗糙度和精度達到要求后方可繼續(xù)鉆通孔。（2）、 管孔加工 管孔加工是管板制造中的重要環(huán)節(jié),其主要過程為管板下料、校平、管孔位置劃線、鉆孔、和管孔倒角。②檢查換熱管兩端的硬度。（3）管箱法蘭的密封面以及分程隔板的密封面,應在管箱部件整體消除應力熱處理后同時精加工,以保證管箱法蘭密封面的平整性。管箱：管箱上有封頭,物料進出口接管,分程隔板及管箱法蘭,各元件之間均用全焊透焊縫結構連接,是一個焊縫比較密集的部件,會存在較大的焊接接頭的殘余應力。1. 筒體 （4）筒體圓度。不銹鋼與碳鋼之間的焊條用A302型低碳Cr23Ni13不銹鋼焊條。 主要受壓元件受壓元件用鋼板應由平爐、電爐或氧化轉爐冶煉。范圍內殼體的開孔尺寸如表37和表38所示 表37 熔鹽進口處筒體開孔尺寸 （mm）序號12345678孔寬5050505050505050孔長70100949086848280序號91011121314孔寬505050505050孔長777575747272表3. 8 熔鹽出口處筒體開孔尺寸 （mm）序號12345678孔寬5050505050505050孔長8070747680848688序號91011121314孔寬505050505050孔長9092949698100 上、下分布板的結構設計對于平行流列管式反應器，在冷卻介質通過導流筒均勻流入殼程后，需要通過殼程內部的上下分布板來進一步調節(jié)，使得管外流體在整個截面內沿反應管均勻流動，這樣就能保證管外傳熱均勻，也就能確保管外徑向溫差很小。選取型號為B型支座，查表36選取B2型支座。 復合彈簧的強度校核根據(jù)文獻【14】，彈簧在試制成功后需以8倍單管催化劑重懸掛在彈簧上，實驗彈簧不從反應管內脫落為合格。 催化劑支撐件的設計常見的支撐結構形式為了在實際應用中安全可靠，拆裝方便，本設計針對φ30，彈簧由兩部分復合而成，下部為螺旋壓縮彈簧，上部為截圓錐螺旋彈簧。根據(jù)GB150—1998，確定容器的安全泄放量為反應氣的進料量，= kg/h；則將已知數(shù)據(jù)代入得反應器進料口處爆破片排放面積為： (392)防爆口直徑為： (393)取上防爆口公稱直徑為DN 見表34表34膨脹節(jié)的許用工作壓力要求公稱壓力 PN(MPa)波紋管材料工作溫度 0C100150200250300350400450許用工作壓力MPa0Cr18Ni10Ti 膨脹節(jié)的設計計算及校核[1]波形管有關符號見圖38所示圖38 U型波紋管波形管長度L為： （384） =系數(shù)k=1 波紋管直邊段平均直徑D0 mm直邊段加強圈的有效厚度Scmm直邊段加強圈平均直徑Dc=1216mm波紋管平均直徑Dm考慮成型過程中厚度減薄時，波紋管一層材料的有效厚度Sp (385)查表取系數(shù)Cp=,Cf=,Cd=取單薄波段長度為W=50mm取單波段的軸向位移e1=取波紋管材料在室溫下的彈性模量Eb= 取波紋管材料在設計溫度下的彈性模量取加強圈材料在設計溫度下的彈性模量其它各參數(shù)數(shù)值見表35 表35所選膨脹節(jié)各參數(shù)值公稱直徑DNmm波段外徑Dn’（mm）波高Hmm圓弧半徑 Rmm直邊長度L4mm膨脹節(jié)長度L(mm)平均截面積A(mm) 材料1200DN+2mS60300Cr19Ni9，0Cr18Ni11Ti層數(shù)m單層厚度S（mm）單波最大位移量e1 (mm)單波軸向剛度k1N/mm單波重量Gkg1/2/36/3/內壓引起的波紋管直邊段的周向薄膜應力： (386) = =內壓引起的直邊段加強圈周向薄膜應力為： (387) = = MPa內壓引起的波紋管周向薄膜應力為：= (388) = MPa內壓引起的波紋管徑向薄膜應力為：= (389) =內壓引起的波紋管徑向彎曲應力為：= (390) =軸向位移引起的波紋管徑向薄膜應力為： (391) = = MPa軸向位移引起的波紋管徑向彎曲應力為： = = MPa組合應力=+=應力校核波紋管所各項應力應滿足以下條件：a）、應分別小于或等于=108MPa[20] b) = 合格 c) 對于奧氏體不銹鋼材料波紋管當2=216MPa時，所以可不考慮低周疲勞問題。 膨脹節(jié)的結構設計 膨脹節(jié)的結構選型在固定管板式反應器中，因殼程流體與管程床層之間具有溫差，而殼體和反應管均與管板固定連接，在使用中會引起殼體和換熱管之間的膨脹差，造成殼體和反應管受到軸向載荷，為避免殼體和列管拉伸破壞、列管失穩(wěn)、列管從管板上拉脫等現(xiàn)象，必須在殼體中間設置一個良好的變形補償元件——膨脹節(jié)，以降低軸向載荷的作用。= ； =當量組合壓力Pc=PsPt(1+β)=（1+）=有效壓力組合Pa=Ett = =基本法蘭力矩系數(shù)= （359）管板邊緣力矩系數(shù)管板邊緣剪切系數(shù) （360）管板總彎矩系數(shù) （361）系數(shù)當m0時=系數(shù)當m0時,按K==因為超界, K==+=+=管板布管區(qū)周邊剪切應力系數(shù) （362）管板徑向應力系數(shù) （363）管板布管區(qū)周邊處徑向應力 （364）殼體法蘭力矩系數(shù)管板徑向應力2=2= （365） [σ]pt =147= 合格管板布管區(qū)周邊處徑向應力 2=2=[σ]pt = 合格管板布管區(qū)周邊剪切應力 （366）[σ]pt =147= 合格殼體法蘭應力2 =2=[σ]pt = 合格殼體圓筒軸向應力 （367）= = MPa[σ]ct=159= 合格換熱管軸向應力σt= （368）= MPaσt≤[σ]111=111MPa 合格換熱管與管板連接拉脫力q= （369）q≤[σ]tt =111= 合格結論:第三種計算工況全部應力合格. 第四種計算工況（管程壓力作用有溫差的工況）：Ps= Pt= 記入熱膨脹差。 γ=, =當量組合壓力 Pc=PsPt(1+β)=有效壓力組合 Pa=+βγEtt ==基本法蘭力矩系數(shù)m= （341） 管板邊緣力矩系數(shù)=m++= 管板邊緣剪切系數(shù)υ=ψ==管板總彎矩系數(shù) （342）= （343）=max(,),當m＞0時，按K和m查圖55實線，得，==管板布管區(qū)周邊剪切應力系數(shù) （344）管板徑向應力系數(shù) （345） 管板布管區(qū)周邊處徑向應力系數(shù) （346）殼體法蘭力矩系數(shù)管板徑向應力2=2 =管板材料在設計溫度下的許用應力=142MPaσr≤[σ]pt =147= 合格管板布管區(qū)周邊處徑向應力2 =2=σrˊ≤[σ]pt = 合格管板布管區(qū)周邊剪切應力τp= （347）=τp≤[σ]pt =147= 合格殼體法蘭應力2=2=σf≤[σ]ft=147= 合格殼體圓筒軸向應力 （348）= σc≤φ[σ]ct=159= 合格換熱管軸向應力==σt≤=111=111MPa 合格換熱管與管板連接拉脫力q= q≤[σ]tt =111= 合格結論:第一種計算工況全部應力合格. 第二種計算工況(殼程壓力作用有溫差工況)：Ps=,Pt=。 c. 切向應力： （340） 滿足要求。當時，等于墊片接觸的外徑減去， （312） C墊片壓緊力，由GB15098知：① 預緊狀態(tài)需要的最小墊片壓： （313） ② 操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力： （314） 等頭雙頭螺栓的選型由JB/T47072000取螺栓材料為35CrMoA，螺母材料為25CrMoA。如圖33圖33管板與殼體、管箱的連接方法管箱法蘭與管板法蘭通過螺栓連接，螺栓數(shù)目為36，螺栓材料為40MnB。本設計所用的固定式管板與管箱的連接結構較簡單，采用螺栓法蘭結構連接，考慮的管程介質的密封要求以及加工制造方便性，法蘭之間采用凹凸面密封形式。選擇甲型平焊法蘭JB/4701—92 A 1200—，密封面形式為凹型。則在試驗壓力下，管程筒體的最大薄膜應力： Mpa （35）管箱材料20R 在常溫時的屈服極限 245 Mpa， Mpa 水壓試驗安全 殼程水壓試驗強度校核取試驗溫度為常溫20℃，筒體水壓試驗壓力 MPa.