【正文】 封頭和接管。 （ 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）計算 b．接管多余金屬面積 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計算（由前面 計算知） 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 因為，所以該接管孔不需要補(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)計算。 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）計算 b．接管多余金屬面積 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計算（由前面 計算知） 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 因為，所以該接管孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計算方法 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)計算。 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)。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計算方法 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)計算。 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，??； 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)。 因此對超出要求的接管進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計算。 所以接管尺寸為。 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 計算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后： mm。 （ 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 計算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后： mm。 ：試驗壓力， 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：接管材料在試驗溫度下的屈服點， 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（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后 mm。 所以接管尺 寸為。 由液壓試驗（ 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： 壓力試驗應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力。 所以法蘭的基本尺寸如下： 法蘭外徑 =1995mm 法蘭內(nèi)經(jīng) =1803mm 法蘭有效厚度 =90mm 翻邊直徑 =0 錐徑高度 h=4 寬度 mm 頸部小端寬度 =18mm 經(jīng)部大端 =26mm 螺栓圓直徑 1940mm 法蘭材料選用 16Mn 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3． 6 節(jié) 管板的設(shè)計計算 布管方式：正三角行排列 換熱管的相關(guān)尺寸：換熱管外徑 d=25mm 管壁厚取 換熱管中心距 s=32mm 換熱管數(shù) n=2740 根 換熱管材料取為 OCr18Ni9 （其彈性模量） 根據(jù) GB1511999《管殼式換熱器》 P41 計算： 假設(shè)管板厚度 殼程圓筒直徑橫截面積： 圓筒殼壁金屬橫截面積： =（） =18(180018)= 管板布管區(qū)面積： === na== 由得 L= ,所以取管子長度為 6m. 管板開孔后的面積 : 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑 系數(shù) 系數(shù) 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒的內(nèi)徑之比： 根據(jù) GB1511999《管殼式換熱器》 P38 殼體帶膨脹節(jié)時，換熱管束與圓筒剛度比： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） (其中由 GB162491997 查知 =52292N/m) 管箱法蘭厚度 =90mm 圓筒厚度 =14mm 殼程圓筒厚度 =14mm 則： 由 GB1511999 圖 26 知 = 法蘭寬度 === 旋轉(zhuǎn)剛度 殼體法蘭厚度 =70mm 則 由 GB1511999 圖 26 知 = 旋轉(zhuǎn)剛度 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)： 而 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 按 k，查圖 2 得 = 按 k,查圖 29 得 =1 則 按 k,Q 查圖 30 知 =2 則 按 K， Q 查圖 28 知 = 管程壓力作用下的危險組合 殼程壓力 =0， 管程設(shè)計壓力 = =（ 1） =（ ） = == == 其中由 GB1511999 圖 31（ a）查得為 則 殼體法蘭力矩系數(shù) ： = == 而 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 其中 k=K（ 1） =()= 則 = 管子應(yīng)力： 由 GB1501998 P101 表 95 查得 Y= 則 由前面查表知 =147MPa =111MPa =144MPa =144MPa 不計膨脹差 計入膨脹差 = = = = = = = = = = 由于以上條件都滿足所以管板厚度 =70mm. 符號說明： A— 殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積，； A= — 管板開孔后的面積，； =An — 圓筒殼壁金屬橫截面積， ； =（） — 管板布管區(qū)面積， ； 對于單管程換熱器：三角形排列 = 正方形排列 =n 對于多管程換熱器，應(yīng)取上式計算值與之和； 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） a— 一根換熱管管壁金屬的橫截面積， ； — 殼體法蘭或管箱法蘭的寬度，對于 c 型連接方式則為管板延長部分形成的凸緣寬度， mm； =（） — 系數(shù)，按和查圖 25； — 系數(shù)，按和查圖 25； — 殼體法蘭或管箱法蘭外直徑，對于 c 型連接方式則為管板延長部分形成的凸緣外直徑， mm； — 殼程圓筒和管箱圓筒內(nèi)直徑， mm； — 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑， mm； = d— 換熱管外直徑， mm； — 殼體法蘭材料彈性模量， MPa； — 管箱法蘭材料彈 性模量， MPa； — 管箱圓筒材料彈性模量，當(dāng)管箱法蘭采用長頸對焊法蘭時，取管箱法蘭的材料彈性模量；管箱法蘭采用已型平焊法蘭時，取法蘭短節(jié)材料的彈性模量， MPa； — 管板材料的彈性模量， MPa； — 換熱管材料的彈性模量， MPa； — 系數(shù)，當(dāng) m時取與兩者中的較大值；當(dāng) m時取值； — 系數(shù)，僅用于 m=； — 系數(shù)，當(dāng) m時，按 K 和 m查圖 31（ a）實線； 當(dāng) m時，按 K 和 m查圖 31（ b）； — 系數(shù)，按 k 和查圖 29； — 系數(shù)，按 k 和 Q 查圖 30； K— 換熱管加強(qiáng)系數(shù)； — 波形膨脹節(jié)剛度，按 GB16749 中的 K 或，； — 殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)， MPa； 對于不帶法蘭的 b 型連接方式的管板，取消公式方括號中的第一項； — 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)， MPa； 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 對于不帶法蘭的 b 型連接方式的管板，取消公式方括號中的第一項；對于 c 型連接方式的管板， =0； — 旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)， MPa；對于不帶法蘭的鋼板： =+，對于其延長部分兼做法蘭的管板： = ； — 管束模數(shù)， MPa； = K— 管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度； L— 換熱管有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距）， mm； — 管板邊緣力矩系數(shù)； 對于不帶法蘭的管板： =； 對于其延長部分兼做法蘭的管板，即是法蘭力矩系數(shù)； 殼程壓力作用工況： =+（） 管程壓力作用工況： =； — 系數(shù)； = — 邊界效應(yīng)壓力組合系數(shù)； = — 基本法蘭力矩， N = ， 式中的按 GB150— 1998 第 9 章規(guī)定； — 基本法蘭力矩系數(shù)； = — 管程壓力操作工況下的法蘭力矩，按 GB1501998 第 9 章確定，取計算壓力為 , N — 管程壓力操作工況下的法蘭力矩系數(shù)； = — 管板 邊緣力矩變化系數(shù)； = — 法蘭力矩變化系數(shù)； . — 殼體法蘭力矩系數(shù)； 殼程壓力作用工況： = 管程壓力作用工況： = m— 管板總彎矩系數(shù)； m= — 管板第一彎矩系數(shù)，按 K 和查圖 27； — 管板第一彎矩系數(shù)，按 K 和 Q 查圖 28（ a）或（ b）； 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） n— 換熱管根數(shù)； — 有效壓力組合， MPa； = — 邊界效應(yīng)壓力組合， MPa； 對于不帶法蘭的管板： 對于其延長部分兼做法蘭的管板： — 當(dāng)量壓力組合， MPa； — 殼程設(shè)計壓力， MPa； — 管程設(shè)計壓力， MPa； Q— 殼體不帶波形膨脹節(jié)時，換熱管束與圓筒剛度； — 殼體帶波形膨脹節(jié)時，換熱管束與圓筒剛度比； q— 換熱管與管板連接的拉脫力， MPa； S— 換熱管中心距， mm； — 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； = — 管板計算厚度， mm； — 殼體法蘭厚度，對于 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焊時，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，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（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)，一般可取； — 法蘭力矩折減系數(shù)；