【正文】 1=Bdδeδ2δet(δeδ)(1fr ） =（）()（） =接管多余金屬面積：A2=2h1δetδtfr+2h2(δetC2)fr =2+0 = 接管區(qū)焊縫面積（）：A3=212=有效補強面積：Ae=A1+A2+A3=++36=所需另行補強面積： A4=A（A1+A2+A3）==采用補強圈補強。根據(jù)GB/T 173952008以及HG/T 206152009，,壁厚為7mm,鋼管公稱直徑為125mm。材料為S30408，20℃以下許用應(yīng)力[σ]nt=137MPa，鋼管負(fù)偏差C1=,腐蝕余量C2=0。接管計算厚度按下列公式計算 δt=pcdi2[σ]nt?pc （41） 式中：di——接管內(nèi)徑，di=2=； pc——設(shè)計壓力，取pc=pt=； ?——焊接接頭系數(shù)，?=； [σ]nt——材料的許用應(yīng)力，MPa；則計算厚度 δt=137= 名義厚度: δnt=9mm有效厚度: δet=δntC1C2== 開孔直徑：d=di+2C=+2=強度削弱系數(shù):fr=[σ]nt[δ]t=137137=開孔所需補強面積按GB1501998式（81）計算：A=dδ+2δδet(1fr) (42) =+2() = 有效寬度B按GB1501998式（87）計算,取二者中較大值：B=2d=2= （43） B=d+2δn+2δnt=+212+29= （44）故B=接管外側(cè)有效補強高度: h1=dδnt=9= （45）接管內(nèi)側(cè)有效補強高度：h2=0管箱筒體多余金屬面積： A1=Bdδeδ2δet(δeδ)(1fr) （46） =（）()（） =接管多余金屬面積：A2=2h1δetδtfr+2h2(δetC2)fr （47） =2+0 = 接管區(qū)焊縫面積（）：A3=212= 有效補強面積：Ae=A1+A2+A3=++36=由于Ae≥A，則開孔后不需要另行補強。由于管程走的是乙烯，根據(jù)GB/T 173952008以及HG/T 206152009，,壁厚為9mm,鋼管公稱直徑為150mm。由JB/T 47462002《鋼制壓力容器用封頭》，封頭的標(biāo)記為EHA 80012 S30408 JB/T 4746符號：A——開孔削弱所需的補強面積，m；B——補強有效寬度，mm；C——厚度附加量，mm；D——殼體內(nèi)直徑，mm；d——開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍厚度附加量，橢圓形或長圓形孔取所考慮平面上的尺寸（弦長，包括厚度附加量）,mm；fr——強度削弱系數(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，fr=[σ]nt[δ]t；h1——接管外側(cè)有效補強高度，mm；h2——接管內(nèi)側(cè)有效補強高度，mm；pc——計算壓力，MPa；δ——殼體開孔處的計算厚度，mm；δe——殼體開孔處的有效厚度，mm；δet——接管有效厚度，mm；δn——殼體開孔處的名義厚度，mm；δnt——接管名義厚度，mm；δt——接管計算厚度，mm；[δ]t——設(shè)計溫度下殼體材料的許用應(yīng)力，MPa；σb——鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值，MPa；σs——鋼材標(biāo)準(zhǔn)屈服點，MPa；?——焊接接頭系數(shù)。將Pc=Pt=，Di=800mm，[σ]t=137MPa，?=(37)中，得 δ=8002137= 設(shè)計厚度： δd=δ+C2=+0= 名義厚度： δn=δd+C1=+=，為制造方便，取δn與管箱筒體設(shè)計厚度相等，即δn=12mm 有效厚度： δe=δnC1C2==%,但當(dāng)確定封頭厚度時已考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。 計算厚度： δ=PcDi2[σ]t?Pc=8002137= 設(shè)計厚度： δd=δ+C2=+0= 名義厚度： δn=δd+C1=+=，經(jīng)圓整取δn=12mm 有效厚度： δe=δnC1C2==水壓試驗壓力由GB1501998式（33），得 pT= （317） =1=材料屈服應(yīng)力： σs=520MPa水壓試驗應(yīng)力由GB1501998式（37），得σT=PTDi+δe2δe （318）=(800+)2=水壓試驗校核：σT=?σs=1520=468MPa，故壁厚滿足強度要求。設(shè)計溫度為90℃，取設(shè)計壓力pc=pt=，查材料表，得S30408在20℃的許用應(yīng)力[σ]t=137MPa。管箱短節(jié)計算按GB1501998第5章的有關(guān)規(guī)定。f)換熱管與管板連接的拉脫力q=σtaπdl （316）其中σt取三種工況的絕對值最大者，即σt=，取l=3mm，由此得：q=193=q=滿足要求。R=DG2=8702=435mm ρt=Dt2R （312）=435=則1ρt=,利用插值法查GB1511999表22，得Cc=c)確定管板設(shè)計壓力 取下列兩者中的較大者： Pd=|Ps|或Pd=|Pt| 根據(jù)已知條件Ps= MPa，Pt= MPa,則Pd= MPad)管板計算厚度由GB1511999式（19），得δ=DGＣcPdμσrt （313） =870137=根據(jù)GB151一1999管板的名義厚度不小于下列三者之和：i、管板的計算厚度或最小厚度，取大者；ii、殼程腐蝕裕量或結(jié)構(gòu)開槽深度，取大者；iii、管程腐蝕裕量或分程隔板槽深度，取大者：所以，δn=[MAX(δ,δmin )+MAX(C2，h1)＋MAX(C2,h2）] =+4+4=圓整取δn=100mm整體管板的有效厚度指分程隔板槽底部的管板厚度減去下列二者之和i、管程腐蝕裕量超出管程隔板槽深度的部分；ii、殼程腐蝕裕度與管板在殼程側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽深度二者中的較大值。由GB1511999第5章知，雙管程管板，對于三角形排列，Ad=n’S() （39）= 3125(25)=管板布管區(qū)面積為 At=+Ad （310）=352252+=管板布管區(qū)當(dāng)量直徑Dt=4Atπ （311）=4，ｂ0=，則墊片有效密封寬度b=b0=,DG等于墊片接觸的平均直徑，即DG=900+8402=870mm。（1）換熱器設(shè)計條件殼程設(shè)計壓力Ps= MPa；管程設(shè)計壓力Pt= MPa管板設(shè)計溫度90℃殼程腐蝕裕量C2=0mm：管程腐蝕裕量C2=0mm管程程數(shù)為2換熱器小端公稱直徑DN=800mm換熱管外徑d=19mm換熱管壁厚δt=2mm加持管板的殼程法蘭與管箱法蘭采用特殊設(shè)計的長頸對焊法蘭環(huán)形密封面墊片為八角墊環(huán)?900／?840，墊片基本密封寬度ｂ0，按GB1501998表91選壓緊面形狀6，則ｂ0=ω8=308=殼程側(cè)隔板槽深h＝4mm；管程側(cè)隔板槽深ｈ＝4mm，管板強度削弱系數(shù)μ=符號： Ad——在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支承的面積，mm2； S——換熱管中心距，mm； Sn——隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距，mm； n’——沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)，n’=31； n——U型管的數(shù)量，n=704/2=352；At——管板布管區(qū)面積，mm2；Dt——管板布管區(qū)當(dāng)量直徑，mm2；DG——墊片壓緊作用圓直徑，mm；Cc——系數(shù)，由1/ρt查GB1511999圖19；Pd——管板的設(shè)計壓力，MPa；n——U形管根數(shù)，管板開孔數(shù)為2n；d——換熱管外徑，mm；ps——殼程設(shè)計壓力，MPa；Pt——管程設(shè)計壓力，MPa；pd——管板設(shè)計壓力，MPa；a——一根換熱管管壁金屬的橫截面積，mm2； [σ]tt——設(shè)計溫度下，換熱管許用應(yīng)力，[σ]tt=137MPa；[σ]rt——設(shè)計溫度下，管板材料的許用應(yīng)力，[σ]rt=137MPa；q——管熱管與管板連接的拉脫力，MPa；[q]——許用拉脫力，由[2]知,[q]=[σ]tt=137MPa=；l——換熱管與管板脹接長度或焊腳高度，mm；δt——換熱管壁厚，mm；R——半徑，mm；μ——管板強度削弱系數(shù)，一般可取μ= Ps——殼程設(shè)計壓力，MPa；Pt——管程設(shè)計壓力，MPa。 U型管束換熱器僅有一塊管板，采用可拆式連接，本設(shè)計中管板通過墊片與殼體法蘭、管箱法蘭的連接，連接方式如下圖32：圖32管板與殼體、管箱的連接方式（2）換熱管與管板的連接形式 換熱管與換熱管的連接在管殼式換熱器的設(shè)計中是一個比較重要的結(jié)構(gòu)部分，它不僅給加工工作量大，而且必須使每個連接處在設(shè)備運行中，保證無泄漏及能承受介質(zhì)壓力。管板的最小厚度除滿足強度設(shè)計要求外，當(dāng)管板和換熱器采用焊接時，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造的要求，其復(fù)合層的厚度應(yīng)不小于3mm。對管板的設(shè)計除了要滿足強度要求外，同時應(yīng)合理的考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)JB/T 47462002 《鋼制壓力容器用封頭》 ，封頭的標(biāo)記為EHA 120016S30408 JB/T 4746 管板設(shè)計管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一，用來排布換熱管、將管程與殼程的流體分開，避免冷熱流體混合，并同時受管程壓力、殼程壓力和溫度的作用。封頭選標(biāo)準(zhǔn)DN1200橢圓形封頭，材料與焊接方式和筒體相同，腐蝕余量C2=0mm，鋼板負(fù)偏差C1=，