【正文】 代入數(shù)據(jù)知：應(yīng)滿足下列條件： ，其。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。有以下可知，螺栓公稱直徑為=27mm，則其小徑=，中經(jīng)=（參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第2卷）螺栓小徑面積A=螺栓載荷預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按GB1501998《鋼制壓力容器》P95式（94）計(jì)算：====操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按GB1501998《鋼制壓力容器》P94式（92）計(jì)算： ==螺栓面積：（1）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積按式P95（96）計(jì)算（2） 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按GB1501998《鋼制壓力容器》P95式（97）計(jì)算：需要的螺栓面積取的最大值，故：==，實(shí)際螺栓面積應(yīng)不小于需要的螺栓面積螺栓數(shù)目 因?yàn)槁菟〝?shù)是4的倍數(shù)，所以取n=64.操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力按GB1501998《鋼制壓力容器》P94式（92）計(jì)算：=== =螺栓設(shè)計(jì)載荷：預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷按GB1501998《感知壓力容器》P96（98）計(jì)算：操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷按GB1501998《感知壓力容器》P96（99）計(jì)算：W== 法蘭設(shè)計(jì)：法蘭力矩《鋼制壓力容器》P96式（910）計(jì)算：式中： =； ：螺栓中心至作用位置處的徑向距離，mm；按表（94）計(jì)算：（其中為螺栓中心圓直徑）則===《鋼制壓力容器》P96式（911）計(jì)算：=式中：按表94計(jì)算，則：===51mm根據(jù)GB1501998《鋼制壓力容器》P113可知：===F====F==則： = ==c .法蘭設(shè)計(jì)力矩法蘭設(shè)計(jì)力矩取以下大值：故取=174842012 形狀參數(shù)按GB1501998《鋼制壓力容器》計(jì)算：===由JB47032000《壓力容器法蘭》P52表1知，h=40mm則 查GB1501998《鋼制壓力容器》p99圖97可知，f=以下均根據(jù)GB1501998《鋼制壓力容器》表96計(jì)算：法蘭外徑=+2=1915+228=1971mmP101查GB1501998《鋼制壓力容器》表95可得T= Z= Y= U=另外，查圖93得= 查圖94得====假設(shè)=90mm，則：====軸向力徑向力切向應(yīng)力 由前面知=147MPa,= 則 （）=（）=，經(jīng)校核以上數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求。法蘭徑尺寸，及螺栓間距上的最小值按GB1501998《鋼制壓力容器》P95表（93）選取，其中：螺栓中心至法蘭徑部與法蘭背面交點(diǎn)的徑向距離，mm，：螺栓中心至法蘭外徑的徑向距離，mm。墊片的設(shè)計(jì)：（1）按GB1501998《鋼制壓力容器》P93表92選取金屬包墊片《金屬板內(nèi)包在棉》的特性參數(shù)可得：墊片系數(shù)m=，比壓力y=，按JB/47062000《壓力容器法蘭》P16表2選取公稱直徑為1800mm的墊片系數(shù)為D=1877mm d=1837mm。所以取換熱管的厚度為12mm。第3．4節(jié) 換熱管的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核換熱管的厚度計(jì)算按GB1501998《鋼制壓力容器》P26式51計(jì)算：其中==20 ，GB1501998《鋼制壓力容器》表43查得取為163MPa代入數(shù)據(jù)得：根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》因此名義厚度：==有效厚度：==1mm強(qiáng)度校核：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：校核換熱管應(yīng)力。代入數(shù)據(jù)知：應(yīng)滿足下列條件： ，其中：管箱封頭材料在試驗(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 因而管箱封頭的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 ：設(shè)計(jì)溫度下材料的需用應(yīng)力，MPa； ：焊接接頭系數(shù)。所以管箱短節(jié)厚度。有效厚度 =c= 143=11mm強(qiáng)度校核：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：校核管箱短節(jié)應(yīng)力代入數(shù)據(jù)知：應(yīng)滿足下列條件： ，其中：管箱短節(jié)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 =325MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得：==顯然 (3所以筒體厚度。名義厚度：==14mm所以有效厚度： ==筒體的強(qiáng)度校核：液壓試驗(yàn)（GB1511999《管殼式換熱器》P14公式33可知）：式中： ：試驗(yàn)壓力，MPa； P：設(shè)計(jì)壓力（有工藝條件確定），MPa； ：換熱器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，MPa； ：換熱器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；經(jīng)查GB1501998《鋼制壓力容器》表41知 =170MPa =144MPa 則壓力試驗(yàn)應(yīng)按GB1511999《管殼式換熱器》公式37： 校核圓筒應(yīng)力.式中： ：試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力，MPa； ：筒體的內(nèi)直徑，mm。參數(shù)值的確定： ，有工藝條件表得知=1800mm，由GB1511999《管殼式換熱器》P19表8知筒體的焊接接頭系數(shù)按100%無損探傷檢測(cè)，選=。1計(jì)算：式中： δ：筒體的計(jì)算厚度，mm； ：計(jì)算壓力（取設(shè)計(jì)壓力），MPa； ：筒體的內(nèi)直徑，mm。（9）換熱器主體材料的選用根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》的材料選擇原則及工藝要求，管程選用16Mn，殼程選用16MnR。（8）附件根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》可知，質(zhì)量大于30kg的管箱封頭宜設(shè)置吊耳。：DN500mm的接管：蘭外徑D為715mm，螺栓孔中心圓直徑K為650mm，法螺栓孔直徑L為33mm，螺栓孔數(shù)量為20個(gè)，螺栓選M30，法蘭厚度為44mm，法蘭內(nèi)徑為578mm，法蘭高度90mm；DN600mm的接管：蘭外徑D為840mm，螺栓孔中心圓直徑K為770mm，法螺栓孔直徑L為36mm，螺栓孔數(shù)量為20個(gè)，螺栓選M33，法蘭厚度為54mm，法蘭內(nèi)徑為670mm，法蘭高度95mm；DN400mm的接管：蘭外徑D為580mm，螺栓孔中心圓直徑K為525mm，法螺栓孔直徑L為30mm，螺栓孔數(shù)量為16個(gè)，螺栓選M27，法蘭厚度為32mm，法蘭內(nèi)徑為464mm，法蘭高度85m。殼側(cè)放凈口接管公稱直徑為25mm，放空口和放凈口一樣。 （5）接管容器接管一般采用無縫鋼管，物料入口處的接管公稱直徑為500mm，根據(jù)HG205801998《鋼制壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表56可得最小接管壁厚為10mm，接管外徑為=508mm，管側(cè)物料出口接管的公稱直徑為600mm，根據(jù)上表56可知最小接管壁厚為10mm，接管外徑為=610mm。3所示：圖22所示：圖2壁厚偏差+。1所示：圖2管程材料用16Mn。2．1． 總體結(jié)構(gòu)有工藝條件表可知，換熱器面積為1189，布管方式采用正三角形排列，殼程為蒸汽，管程為C4，乙腈。第2章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第2．1節(jié) 換熱器型式的確定根據(jù)換熱器工藝條件可知，如果介質(zhì)毒性為極度，高度危害或管、殼程之間不允許有微量泄漏時(shí)，必須增加氣密性試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)：制造完工的換熱器應(yīng)對(duì)換熱器管板的連接接頭，管程和殼程進(jìn)行耐壓試驗(yàn)或增加氣密性試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好。換熱器既可是一種單獨(dú)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。它還廣泛應(yīng)用于化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門。由于清洗的困難程度是隨著垢層厚度或沉積的增加而迅速增大的，所以清洗間隔時(shí)間不宜過長，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)，換熱介質(zhì)的性質(zhì)，腐蝕速度及運(yùn)行周期等情況定期進(jìn)行檢查，修理及清洗。又因水中含有腐蝕性溶解氣體及氯離子等引起設(shè)備腐蝕，腐蝕與結(jié)垢交替進(jìn)行，激化了鋼材的腐蝕。管殼式換熱器就是利用管子使其內(nèi)外的物料進(jìn)行熱交換、冷卻、冷凝、加熱及蒸發(fā)等過程，與其他設(shè)備相比較，其余腐蝕介質(zhì)接觸的表面積就顯得非常大，發(fā)生腐蝕穿孔結(jié)合處松弛泄漏的危險(xiǎn)性很高，因此對(duì)換熱器的防腐蝕和防泄漏的方法也比其他設(shè)備要多加考慮，當(dāng)換熱器用蒸汽來加熱或用水來冷卻時(shí)，水中的溶解物在加熱后，大部分溶解度都會(huì)有所提高，而硫酸鈣類型的