【正文】 計算 管程壓力操作工況下法蘭力矩（1）隔板槽面積隔板槽兩側(cè)換熱管之間中心距鄰近隔板槽一側(cè)的一排換熱管數(shù)16管間距（2）管板布管區(qū)當量直徑（3）面積殼程圓筒內(nèi)徑面積A 殼程圓筒金屬橫截面積一根換熱管金屬橫截面積a 管板開孔后面積 （4）系數(shù) 按文獻[12],K=殼體法蘭應(yīng)力參數(shù)Y=管板剛度削弱系數(shù)管板強度削弱系數(shù) 換熱管與殼程圓筒的熱膨脹變形差 假設(shè)換熱器制造環(huán)境溫度℃ 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)法蘭寬度由文獻[9]圖26 ，查得=（1）已知管板名義厚度殼程側(cè)腐蝕裕量 2mm 焊接結(jié)構(gòu)槽深 3mm2mm管程側(cè)腐蝕裕量 2mm 分程隔板槽深4mm2mm管板有效厚度，即校核中的計算厚度換熱管的有效長度（2）管子加強系數(shù)K(3) 管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)（1）殼體法蘭與圓筒旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)已知殼體法蘭（管板延長部分）厚度由文獻[9]圖26 ，查得=（2）旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)由 查查文獻[3] 圖27，管板第一彎矩系數(shù) 圖29， 由 查文獻[3] 圖28， 圖30 法拉力矩折減系數(shù)令管板邊緣力矩系數(shù)法蘭力矩變化系數(shù):①以第一組危險組合工況為例，即只有殼程設(shè)計壓力，不計膨脹變形差，按文獻[9]順序計算： 查文獻[9]圖30以下為各項應(yīng)力計算及校核：令 = = 根根據(jù)文獻[9]第5，8,23脹接長度取②第二組危險組合工況： 應(yīng)力校核：=③第三組危險組合工況： 應(yīng)力校核： = = ④第四組危險組合工況： 以下為各項應(yīng)力計算及校核： = = 應(yīng)力校核： = = 支座形式的確定 已知條件 已知殼體內(nèi)徑，總高度，支座底板距地面高度3000mm，h=1000mm,設(shè)置地區(qū)基本風(fēng)壓，地震設(shè)防烈度為7度，取a=；，設(shè)計溫度45； 支座材料為16MnR，墊板材料，底板材料； 圓筒名義厚度8mm，厚度附加量； 設(shè)備總重量5000kg。 折流板設(shè)計 由文獻[15]查得折流板間距取800mm，折流板最小厚度為12mm，折流板外徑為795mm，材料為Q235A，拉桿為φ16，共6根，材料為Q235A。本換熱器采用管板兼作法蘭，故選用兩個平面法蘭（管板兼作平面法蘭），材料選用16Mn鍛件。式中，——接管或開孔內(nèi)直徑，mm； ——圓筒或球形殼體的內(nèi)直徑，mm； ——接管采用壁厚，mm； ——殼體采用壁厚，mm； ——分別為接管外側(cè)和內(nèi)側(cè)補強的有效高度，mm； b——殼體補強的有效寬度，mm。 （f）大開孔應(yīng)避免用于可產(chǎn)生蠕變或有脈動載荷的場合。 （d）接管、殼體、補強件之間的焊縫應(yīng)進行無損探傷。 （c）接管、殼體、補強件的材料其常溫屈強比應(yīng)滿足。 （a）。壓力面積法適用于內(nèi)壓圓筒形殼體，球性殼體的圓形開孔補強，它允許壓力試驗時最高應(yīng)力的局部區(qū)域產(chǎn)生可達1％的塑形變形。 接管選材為Q345，受內(nèi)壓的圓筒，設(shè)計溫度為25℃，由文獻[12]查得設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力=174MPa，殼體材料許用應(yīng)力=189MPa， mm。 內(nèi)側(cè)有效高度h2按文獻[14]式（481）確定 === =0(實際內(nèi)伸高度)取其中較小值，故=0。 接管有效厚度為=C== (2) 有效補強范圍 a. 有效寬度B 參考文獻[14]式（479）確定 B=2 d=2206=412mm mm 取其中最大值，故B=412 mm。對于內(nèi)壓圓筒上的開孔，為按周向應(yīng)力計算而得的計算厚度。 開孔補強 對管程接管的補強計算 接管選材為Q345R，受內(nèi)壓的圓筒，設(shè)計溫度為45℃，由文獻[12]查得設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力=174MPa，管箱材料許用應(yīng)力=189MPa， mm。對于殼程的水壓試驗如下由文獻[12]查得許用應(yīng)力： 內(nèi)壓容器試驗壓力為： 為使液壓試驗時容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗前必須按下式校核實驗時圓筒的薄膜應(yīng)力。只有因結(jié)構(gòu)或支撐等原因不能向容器內(nèi)充灌水或其他液體，以及運行條件不允許殘留液體時，才用氣壓實驗。由于在相同壓力和容積下，試驗介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲存的能量就越大。 試驗壓力及應(yīng)力校核 耐壓試驗有液壓試驗和氣壓試驗兩種，是容器在使用前的第一次承壓，且試驗壓力要比容器最高工作壓力高。為考慮缺陷對壓力容器安全性的影響。 根據(jù)文獻[12]假設(shè)壁厚為616mm查表得：設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力,焊縫系數(shù)=。 根據(jù)文獻[12]假設(shè)壁厚為6~16mm查表得：設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力,焊縫系數(shù)=。 封頭與管箱設(shè)計 選擇標準橢圓形封頭，封頭材料為Q345R低合金鋼。因為設(shè)計壓力，由 GB1501998鋼制壓力容器,假設(shè)筒體壁厚為616mm查得：設(shè)計溫度(45℃)下圓筒材料的許用應(yīng)力。折流板缺口處的流速 最小錯流面積上的流速 幾何平均流速 故 c. 間隙流動的修正系數(shù)折流板的管孔（選孔徑為d=26mm）和傳熱管外徑之間的間隙的流通截面積折流板（選其直徑）和殼體內(nèi)壁之間的間隙的流通截面積 根據(jù)，由文獻[8]圖274查得壓力降修正系數(shù) 故間隙流動修正系數(shù)為： d. 殼程壓力降 如取殼程進出口管中的流速為25m/s，則殼程進出口管中的壓力降為 這樣，殼程全部壓力降應(yīng)為 所以，滿足條件。(2) 殼程壓力降采用Bell法計算： a. 與管束垂直流動的壓力降：接近中心線管排處的最小錯流截面積 此處垂直流動的單位面積最大質(zhì)量流速 此處的雷諾數(shù) 根據(jù)Re，殼程摩擦系數(shù)為。 換熱器核算 傳熱能力的核算 (1) 管程給熱系數(shù)管程的實際水速： 雷諾數(shù)： Rei故管程流體流動為湍流普朗特數(shù)： Pri則管程給熱系數(shù)為： (2) 殼程給熱系數(shù)殼程的當量直徑： 流體橫過管束時的流通面積： 折流板切除高度 由此得 所以 折流板弦長 弓形面積 管子截面積與殼體截面積之比 圓缺區(qū)內(nèi)的流通面積 幾何平均流通面積 單位面積的質(zhì)量流量 雷諾數(shù) 普朗特數(shù) 殼程給熱系數(shù) (3) 污垢熱阻和管壁熱阻由文獻[8]查得：殼程氨氣的污垢熱阻為: