【正文】 64。不積跬步何以至千里，本設(shè)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(shè)計中得以體現(xiàn)。本設(shè)計在邢靜宜老師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求下完成的，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著邢老師的心血和汗水，在學(xué)習和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，讓我受益匪淺。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(shè)計時還要從技術(shù)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(shè)計的影響，正確選擇設(shè)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。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(cè)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(cè)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(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定[16] HG205841998 鋼制化工容器制造技術(shù)規(guī)定[17] HG205801998 鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定[18] TCED410022000 化工設(shè)備圖樣技術(shù)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(xué)出版社[21] 王建安 內(nèi)蒙古大學(xué)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(shè)計。在流體振動設(shè)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。11 預(yù)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(shè)備和高流速操作，這使得震動成為可能。包角重型（BⅠ）焊制、雙筋、帶墊板鞍式支座結(jié)構(gòu)。8 防短路結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）旁路擋板設(shè)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(jié)構(gòu)如下：圖314 旁路擋板焊接結(jié)構(gòu)2）擋管的設(shè)計 擋管規(guī)格與換熱管相同，在中間隔板槽設(shè)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。圖313 防沖板結(jié)構(gòu) ，且為高溫輕微腐蝕性，應(yīng)該在工藝液體的進口設(shè)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(nèi)壁相焊接，其外表面距圓筒內(nèi)表面的距離應(yīng)大于，取為40 mm；寬度為200mm.而殼程進出口管流體的 ，無需設(shè)置防沖板。；折流板與殼體間隙，=。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(guān)，查GB1511999表34得：取換熱管無支撐跨距l(xiāng)=400mm，則。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(nèi)徑的20℅則切去的圓缺高度為根據(jù)《換熱器設(shè)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。5 折流板的設(shè)計計算（1）折流板的選取單殼程的換熱器僅需設(shè)置橫向折流板,橫向折流板同時兼有支撐傳熱管,其結(jié)構(gòu)簡單,。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。若10mm，則密封面處應(yīng)削邊至10mm。它起著改變介質(zhì)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。表38 拉桿的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，拉桿螺紋公稱直徑=16mm，螺孔深度==24mm，結(jié)構(gòu)尺寸圖和與定距桿配合圖如下：圖311 2 分層隔板設(shè)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。根據(jù)GB1511999 ，表C和44，應(yīng)該布置至少4根拉桿，拉桿的直徑應(yīng)為d=16mm；其長度根據(jù)需要而定。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(jié)果相同1 拉桿設(shè)計因換熱管徑為Φ25mm，宜采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)形式，拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。內(nèi)側(cè)有效高度 取其中的小值，故。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。開孔直徑 對于內(nèi)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。所以需進行補強。 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(nèi)徑為 =157mm去標準管內(nèi)徑為150mm。接管的估算：取管子的材料為20號鋼無縫鋼管。 根據(jù)參考資料《過程裝備設(shè)計》表414，允許不另行補強的最大接管為Φ89mm。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。查JB/T47462002，附錄B，得DN=900mm，總深度H=225mm，內(nèi)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(jié)構(gòu)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。按三種工況分別計算：A．殼程設(shè)計壓力與管程設(shè)計壓力同時作用有B．只有管程設(shè)計壓力 即 有C．只有殼程設(shè)計壓力 即 有換熱管選取滿足要求。即圓整為48mm。根據(jù)管板得到的名義厚度，重復(fù)B，C，D，使得管子有效長度對應(yīng)與管板厚度。管束無量綱剛度C．確定管板設(shè)計壓力由于不能保證和在任何情況下都同時作用，故D．管壁厚度的確定 無量綱壓力按；根據(jù)《換熱器設(shè)計手冊》，查圖1824得C=查圖1825得=管板計算厚度及名義厚度 根據(jù)GB151規(guī)定，用于易燃易爆介質(zhì)場合，管板的最小厚度應(yīng)不小于換熱管的外徑25mm；同時管板的名義厚度應(yīng)不小于下列三部分之和。A換熱器管板設(shè)計條件殼程設(shè)計壓力 Ps=； 管程設(shè)計壓力 Pt=管板設(shè)計溫度 150℃； 管程數(shù) 2 殼程腐蝕裕量=2mm； 管程腐蝕裕量=2mm 管板強度削弱系數(shù) 管板剛度削弱系數(shù)殼程側(cè)管板結(jié)構(gòu)槽深； 管板側(cè)隔板槽深 夾持管板得殼程法蘭和管箱法蘭采用JB/T47032002法蘭—M 長頸對焊法蘭凹面密封； 墊片選用纏繞墊片Φ865/Φ825（帶內(nèi)加強環(huán)）按GB1501998表91壓緊面型式選用1a，則。查GB1511999, ，附錄J，表J2得，換熱管單位長度重量m=，則總重量M=nlm=；查GB1511999, ，附錄J，表J1得，一根換熱管管壁金屬的橫截面積a= 。 由于考慮到了裝拆、清洗要方便，查GB1511999, ,管板與殼體、管箱的連接選用a型連接方式（可拆式管板夾持型），即管板通過墊片與殼程法蘭和管箱法蘭連接；其管板與殼體、管箱的連接具體下圖所示。它或者與筒體直接相焊（固定管板式換熱器），或者被夾持在兩法蘭之間，起著管、殼程之間隔板和固定管板式換熱器的雙重作用。管板的設(shè)計是否合理對確保換熱器的安全運行﹑節(jié)約金屬材料、降低制造成本是至關(guān)重要的。查GB151—1999, ,表33，得換熱管最小伸出長度=；最小坡口深度=2mm；查GB150—1998, 表43表34管板許用應(yīng)力鋼號鋼板標準壁厚mm常溫強度指標設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 MPa MPa MPa20GB8136390245130查GB150—1998, 表F5 20號鋼在150℃的彈性模量為=200管子外徑d=25mm 管子壁厚= 管子根數(shù)n=366mm查GB151—1999, 在布管范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支撐的面積其中：—— 沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)，參考《換熱器設(shè)計手冊》表1225 n=15S—— 換熱管中心距 S =32 mm；查GB151—1999, ,表12Sn —— 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距，查GB151—1999, , Sn =44mm管子金屬總截面積mm2換熱管的有效長度為管端伸出長度，查GB151—1999, ，表33 =管子設(shè)計溫度下的彈性模量=200設(shè)計溫度下許用應(yīng)力=130 MPa管子設(shè)計溫度下屈服點查GB150—1998, 表F2 =210MPa管子回轉(zhuǎn)半徑mm管子受壓失穩(wěn)當量長度查GB151—1999, ,圖32系數(shù)當，則換熱管穩(wěn)定許用應(yīng)力換熱管穩(wěn)定性合格。圖37換熱管選用20鋼，φ25，為Ⅱ級管束。鉤圈的材質(zhì)一般與浮動管板相同，選用鍛件16Mn。本設(shè)計選擇B型，鉤圈為兩個半圓環(huán)結(jié)構(gòu)。 假設(shè)，令 而，則 那么系數(shù)A= ，查GB1501998圖65得B=145MPa；許用外壓力= 大于且接近Pc=上述名義厚度假設(shè)合適。 筒體的有效厚度B受內(nèi)壓浮頭法蘭厚度計算 GB1511999 表47①法蘭力矩a 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩力臂則b 操作狀態(tài)下的法蘭力矩 查JB/T472192表1浮頭法蘭的厚度，因浮頭法蘭的計算厚度尚未計算出，先取，計算出再進行校核。（1）管程壓力Pt作用下(內(nèi)壓)浮頭蓋的計算參看GB1511999，查JB/T47672002鋼制壓力容器用封頭要100%射線探傷取=.A球冠形封頭計算厚度（材料16MnR） = （?。? 根據(jù)GB6654《壓力容器用鋼板》規(guī)定：對于16MnR鋼板可取厚度負偏差，取腐蝕裕量，厚度附加量。查JB/T47002000,表7，法蘭材料選用鍛件16Mn時，其在150℃，其它設(shè)計條件：計算壓力Pc=；設(shè)計溫度t=150℃；法蘭材料為鍛件16Mn常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力設(shè)計溫度下法蘭材料的許用應(yīng)力螺栓材料為40Cr，常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力設(shè)計溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力鉤圈式浮頭換熱器的浮頭宜采用球冠形封頭。焊接接頭系數(shù).1. 浮頭墊片及螺栓計算（1） 浮頭墊片的選用及計算 由JB/T47002000,表2，根據(jù)匹配要求，結(jié)合HG20580～205851998附錄A，故浮頭墊片選用纏繞墊片；由JB/T47191992，選用0Cr13鋼帶+特制石棉，凸密封面應(yīng)帶內(nèi)加強環(huán)；由JB/T47191992，表4 ，當DN=800，PN=（單位：mm）：內(nèi)徑：=760 外徑：=