【正文】 . .. 參考文獻(xiàn) [1] 國家技術(shù)監(jiān)督局 .GB1511999 管殼式換熱器 .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1999 [2] 國家技術(shù)監(jiān)督局 .GB1502021 鋼制壓力容器 .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2021 [3] 柴誠敬，王軍，張纓 .化工原理課程設(shè)計 .天津大學(xué)化工學(xué)院， 2021 [4]曲文海，董大勤，袁鳳隱 . 壓力容器與化工設(shè)備實用手冊（上、下冊） .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021， 3 [5]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生 .機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社 [6]國家技術(shù)監(jiān)督局 .容器支座壓力容器法蘭 .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998， 5 [7] 鄭津洋 .過程設(shè)備設(shè)計 .北京： 化學(xué)工業(yè) 出版社， 2021
。作為我的畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師，在各方面給我提供了很大的幫助，讓我克服了很多困難，順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計。今后我會繼續(xù)努力，為我們這個換熱器行業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。由于畢業(yè)設(shè)計比較重要和嚴(yán)格。 這次設(shè)計，用到了大學(xué)四年來所學(xué)的很多知識，幾乎是把大學(xué)所學(xué)復(fù)習(xí)了一遍。換熱管需要利用折流板和支撐板對其起支撐作用，我確定了間隔250mm 的弓形折流板。通過對筒體和封頭的校核來保證換熱器的安全性。由換熱管數(shù)量和排布通過計算確定了換熱器的筒體內(nèi)徑選取 600mm。本次蒸汽冷凝器是利用冷卻水對氫氣進(jìn)行冷凝。 . .. 結(jié) 論 通過一個多月的努力，我終于在張志文老師和同學(xué)的幫助下完成了本次畢業(yè)設(shè)計 —— 蒸汽冷凝器的設(shè)計。日常維護(hù)要保 證壓力穩(wěn)定，絕不超壓運行。但有時因為換熱器積垢滿足不了生產(chǎn)周期要求，或操作不當(dāng)引起不正常運轉(zhuǎn)，還有由于墊片質(zhì)量不好和螺栓緊固不好。各廠應(yīng)根據(jù)需要可設(shè)置機(jī)動式酸洗設(shè)備輪流到各車間進(jìn)行清洗。用一般的簡單方法很難完全把它清洗掉，所以要用酸洗的方法。因此必須在停工維修時對其進(jìn)行清掃。根據(jù)漏水情況即可檢查管子穿孔、波裂以及管子和管板泄露的位置，需要注意的是，試壓用水應(yīng)使用常溫?；宓某叽缈筛鶕?jù)換熱器直徑、長度和管束重量確定。 防沖板的最小厚度，對于碳鋼，不得小于 ， 因此取 ? =6mm。 吊環(huán)螺釘?shù)脑O(shè)計 為了便于裝拆管束，應(yīng)在浮頭式換熱器的固定管板上設(shè)置吊環(huán)螺釘，根據(jù)筒體身本的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用一個 M20， L=180mm的螺釘，材料選用 20 號鋼。 經(jīng)計算，得到設(shè)備的充水質(zhì)量為 3710KG，即 37100N= 遠(yuǎn)小于鞍座的允許載荷 165kN，所以滿足要求。 包角，采用兩個鞍座，一個為固定鞍座 BI600F，一個為滑動鞍座 BI600S。 支座的設(shè)計與選擇 支座的選擇 根據(jù)設(shè)計溫度和設(shè)計載荷以及臥式容器的特點選用鞍式支座，材料為Q235B，墊板的材料選用與筒體相同的 Q345R。 mm 側(cè)法蘭法蘭應(yīng)力 取法蘭頸部小端有效厚度 o? =40mm 2408001 ???? （ 2119） 取法蘭頸部高度 h=50mm 5000????? ?iDhhh （ 2120） 查文獻(xiàn) [2]圖 97得整體法蘭頸部應(yīng)力校正系數(shù) f= 查文獻(xiàn) [2]圖 93得整體法蘭系數(shù) ?IF 參數(shù) ??? hFe I （ 2121） 系數(shù) ?????? ef?? （ 2122） 式中 f? 為法蘭有效厚度 0 08 9 5 ??? iO DDK （ 2123） . .. 由 K= 查文獻(xiàn) [2]表 9— 5 得 T=， Z=， Y=， U= 系數(shù) ??? T?? （ 2124） 查文獻(xiàn) [2]圖 9— 4 得 ?V 參數(shù) 594 34 4840155 220211 ????? ?hVUd （ 2125） 參數(shù) ? ? 13 ????d? （ 2126） ????? ??? （ 2127） （ 1） 軸向應(yīng)力 MP aDfM iH 12 7067 17 32 221 0 ?????? ??? （ 2128） （ 2） 徑向應(yīng)力 ? ?M P aMDeiffR531 2 7 0 6 7 1 7 202???? ?????????? （ 2129） （ 3） 環(huán)向 應(yīng)力 MP aZDYM RifOT 22 ??????? ??? （ 2130） （ 4） 剪切力 預(yù)緊狀態(tài)的剪切載荷 W=2114385N 操作狀態(tài)的剪切載荷 W=1446872N 剪切面積 22 0 4 8 2 mmlDA ????? ?? （ 2131） 式中 ??D 剪切面計算直徑 ?l 剪切面計算高度 預(yù)緊狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW ??? ?? （ 3132） 操作狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW p 712048 81446 872 ??? ?? （ 3133） 應(yīng)力校核 ? ? M P atf ???? 設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatn 170?? . .. ? ? M P atn ???? （ 1）允許軸向應(yīng)力取 ? ? Htf M P a ?? ???? （ 2）環(huán)向 應(yīng)力 M P aM P a tfT 144][18 ??? ?? （ 3）徑向應(yīng)力 M P aM P a tfR 144][53 ??? ?? （ 4）組合應(yīng)力 ? ? MP aMP a tfRH ?????? ??? （ 3134） ? ? MP aMP a tfTH ?????? ??? （ 3135） （ 5）剪應(yīng)力 預(yù)緊狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計算得 ? ?tnM P a ?? ??? 操作狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計算得 ? ?tnM Pa ?? ??? 結(jié)論：設(shè)計的法蘭在軸向應(yīng)力，徑向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，組合應(yīng)力及剪應(yīng)力均滿足要求，所假設(shè)的法蘭名義厚度 n? =85mm 合理。 法蘭力臂 ??? AD LL 由外頭蓋設(shè)計中查標(biāo)準(zhǔn)長頸對焊 法蘭的螺栓分布圓直徑 D=840. 取法蘭頸部大端有效厚度 mm801 ?? 。 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 . .. Nb m PDPDW cGcGp144687222??????????? （ 2103） 預(yù)緊狀態(tài)下需 要的最小螺栓載荷 NFW aa 1 2 9 8 2 2 7?? （ 2104） 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPab 210?? 設(shè)計溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatb 187?? 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 261822101298227 mmWA baa ??? ? （ 2105） 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 277371871446872 mmWA tbpp ??? ? （ 2106） 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =7737mm178。 側(cè)法蘭的設(shè)計 該法蘭與浮頭蓋法蘭相連接由于內(nèi)徑不相等，該法蘭屬于非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，按照文獻(xiàn) [2]，確定該法蘭的步驟如下： 確定墊片壓緊力 墊片選用纏繞墊片 ，墊片外徑 mmDoG 765?，墊片內(nèi)徑mmDGi 725? ,厚度為 ， m=， y=69。螺柱規(guī)格為 M24 220B，數(shù)量為 28。根據(jù) 文獻(xiàn) [6]，選擇長頸對焊法蘭，密封面凹面型式。 厚度和殼體和封頭都等厚都是 14mm。 筒節(jié)的設(shè)計 筒節(jié)材 料采用和殼體一樣的 Q345R。質(zhì)量為 71kg。 封頭曲面高度為 175mm，直邊高度為 40mm。 浮頭鉤圈的計算 選用 B 型鉤圈，材料采用與浮頭管板相同的 16MnII。 . .. 吊耳的設(shè)計 根據(jù)文獻(xiàn) [1]的規(guī)定，重量大于 30kg 的管箱或管箱蓋須設(shè)置吊耳。 （ 2） 殼程壓力作用下 ①螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時的許用應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp114090922??????????? ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 261011871140909 mmWA tbpp ??? ? 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =6101mm178。 封頭的外壁與法蘭內(nèi)壁交點距法蘭上表面的距離 l 為 14mm. （ 1）管程壓力作用下 管程設(shè)計壓力 MPaPt ? 墊片外徑 mmDoG 615?，墊片內(nèi)徑 mmDiG 575? 墊片系數(shù) m=，墊片比壓力 y=69 墊片基本密封寬度 ? ? ? ? mmDDb io DGo 104/5756154/ ????? （公式 261） 墊片的有效密封寬度 mmbb o ???? （公式 262） 墊片壓緊圓直徑 mmbDDoGG 599826152 ?????? （公式 263） ①螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時的許用應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? （公式 264） 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp89133522??????????? (公式 265) ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? （公式 266） 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 24767187891335 mmWA tbpp ??? ? （公式 267） 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =4944mm178。 浮頭法蘭的設(shè)計 浮頭法蘭為非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，材料用 16MnⅡ ，法蘭 材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??f?為 150MPa，在 170℃下的許用應(yīng)力 ??tf? 為 144MPa 螺柱材料選用 35CrMoA，墊片采用纏繞墊片。 球罐型封頭的設(shè)計 查文獻(xiàn) [1]表 326，殼體內(nèi)直接 600mm得 ,球冠形封頭的內(nèi)半徑 iR =500mm. 球冠形封頭材料在 150℃下的許用應(yīng)力 ??t? =170MPa 應(yīng)封頭 采用 全焊透對接接頭（局部無損檢測） 焊接接頭系數(shù) ? = 不能保證在任何情況下封頭兩端的壓力都同時進(jìn)行，根據(jù)文獻(xiàn) [2]1998 封頭的計算厚度計算如下： （ 1）由于殼程壓力 ，管程壓力 ，封頭受外壓（凸面受壓） 封頭的計算厚度 ? ?ctic PDQP ?? ??? 2 （公式 253） 系數(shù) Q 要在文獻(xiàn) [2]1998 圖 77 查得 ??iiDR （公式 254） ? ? ????? tcP