【正文】 3 alffl fff EDbD bEK ?? ??????? 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 共 35 頁 ][121 5????? ? fK? 為封頭（管箱） 與 管板的旋轉(zhuǎn)剛度系數(shù)， MPa。 lD? — 管板直徑， mm。 lD — 殼程圓筒內(nèi)徑 , mm。 ])2(2[121 alffl fff EDbD bEK ?? ??????? （ 216） ?? — 系數(shù)，按lnD? 和lf D?? 根據(jù) 參考文獻 ［ 1］可查得。 ? — 管板材料的泊松比，取 ?? 。由于管板采用的是 210170016 MoNiCrMn ?復(fù)合材料，取兩者中彈性模量較小者，取 ??pE MPa。 D 為管板開孔前的抗彎剛度， Nmm。 ltt DD?? （ 214） 帶入數(shù)據(jù)得： ?t? ? 計算管板抗彎剛度 D 和各項旋轉(zhuǎn)剛度系數(shù) fK? ， fK? ， fK ， fK~ 假設(shè)管板計算厚度為 190?? mm。 13728133 ???n dt AnsA ?? 9 3 2 4321 3 77 3 2 ???? ? mm2 tD — 管板布管區(qū)當量直徑， mm。 )( sssnA nd ??? )328 6 0 0(3217 ????? ? mm2 tA — 板管布管區(qū)面積， mm2 。 17??n 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 共 35 頁 s — 換熱管中心距， mm。 根據(jù)布管尺寸計算 dA ， tA ， tD 和 t? 圖 2，隔板槽兩側(cè)的排管圖 dA — 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 。 管子數(shù) 132?n 根 ， 8 根拉桿 。 確定管板尺寸 選用 U 形管式固定管板，材料采用 Mn16 三級鍛件與 2141700 MoNiCr 復(fù)合材料，管板、筒體、封頭通過對接焊焊在一起。 管程 氣壓試驗： 根據(jù) 參考文獻 ［ 2］查得： 管程 氣壓試驗壓力： ? ?? ?tcT PP ??? ??? ? MPa 管程 氣壓試驗應(yīng)力：eeiTT DP ? ?? 2 )( ?? )(2 )]([ c cDP n niT ? ??? ? ? )(2 )](21[ ?? ??? ? MPa ?T? ? ?? , 故氣壓試驗安全。 管程 水壓試驗： 根據(jù)參考文獻 ［ 2］ 查得換熱管水壓試驗試驗壓力： ? ?? ?tcT PP ??? 帶入數(shù)據(jù)得： ???TP ? MPa 管程 水壓試驗應(yīng)力 : eeiTT DP ? ?? 2 )( ?? )(2 )]([ c cDP n niT ? ??? ? ? )(2 )](21[ ?? ???? ? MPa 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 35 頁 由參考文獻 ［ 2］ 查得所選的 BQ ?235 板材在常溫下的屈服強度極限為177?s? MPa。 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 共 35 頁 7 7 7 3 ?????? s MPa ?T? MPa ? ?? ,故水壓試驗安全。 ??t? — 設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力， MPa。根據(jù) JB/T473795 查得：下封頭采用封頭 10700?DN ，直邊高度 252?h mm。承受內(nèi)壓為 ?cP MPa。故上封頭采用 2141700 MoNiCr 鍛造的球形封頭 410SDR ， 40?n? mm。 封頭的選?。? 上封頭：上封頭材料采用 2141700 MoNiCr ，選用球形封頭，承受內(nèi)壓為?cP MPa。 ????? ccc mm。 lbsDi 2)1( ??? 2522)117(32 ?????? 612? mm 根據(jù)參考文獻 ［ 1］ 的規(guī)定：大于 500 mm 筒體直徑以 100 mm 為進級擋，取700?iD mm。 l — 最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離， mm。 換熱器圓筒直徑的確定 參考文獻 ［ 3］， 圓筒內(nèi)直徑由下式計算： lbsDi 2)1( ??? （ 24） s — 換熱器管間距， mm。 名 稱 管程 殼程 物料名稱 氫氣 水 工作壓力 13 MPa MPa 工作溫度 260 ℃ 50℃ 換熱面積 120 m2 推薦材質(zhì) 00Cr17Ni14Mo2 Q235B 設(shè)計壓力 MPa MPa 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 35 頁 管子排列方式，管間距的確定 管子的排列選用轉(zhuǎn)角正三角形排列： 圖 1. 轉(zhuǎn)角正三角形排列 根據(jù)參考文獻 ［ 1］ ：管板上換熱管排列的管間距（換熱管中心距） s ,必須滿足 ods ? （ 23） 即 ??s ? mm 故管間距 s 取 32 mm, 分程隔板槽兩側(cè)相鄰的管中心距為兩倍換熱管最小彎曲半徑。 od — 換熱管外徑，㎜。 n — 換熱管的管數(shù)。 管子數(shù) n 查參考文獻 ［ 1］ 和參考文獻 ［ 2］得 ，換熱管選用 225?? 的 2141700 MoNiCr無縫鋼管，根據(jù)參考文獻 ［ 1］ 換熱管的長度推薦值： ， ， ， ， ， ， ， ， ， m，選取換熱管長度為 m。 U 形管式換熱器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，承壓能力強，適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)需要清洗，又不宜采用浮頭式和固定管板式的場合，特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性強的材料。浮頭式換熱器管間和管內(nèi)清洗方便，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無法檢查，制造時對密封要求較高，適用于殼體和管束間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。而根據(jù)管殼式換熱器的特點，可分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填料函式換熱器、 U 形管式換熱器等。按傳熱方式分為直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器和中間載熱體式換熱器。 換熱器具有可靠性高、適應(yīng)性廣、運用廣泛等特點，近年來，換熱器在研發(fā)和設(shè)計方面取得了較為顯著的成果，各種新思路與新結(jié)構(gòu)的涌現(xiàn)，使得換熱器朝著更高效、經(jīng)濟、環(huán)保的方向發(fā)展。而傳熱設(shè)備是化工 、石油、能源等各工業(yè)中應(yīng)用相當廣泛的單元設(shè)備之一。 mission requirements 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 2 結(jié)構(gòu) 計算 與強度校核 ................................................................................................ 2 已知條件 ................................................................................................................. 2 管子數(shù) ..................................................................................................................... 2 管子的排列 ............................................................................................................. 3 圓筒直徑 ................................................................................................................. 3 筒體及封頭壁厚 ..................................................................................................... 4 水壓試驗 ................................................................................................................. 5 筒體與封頭連接 ..................................................................................................... 7 管板尺寸 ................................................................................................................. 7 折流板 ................................................................................................................... 13 接管 ..................................................................................................................... 14 定距管 ................................................................................................................. 14 拉桿 ..................................................................................................................... 15 開孔補強 ..................