【正文】 7 拉桿直徑 nd 10 12 16 表 拉桿數(shù)量 換熱器公稱直徑 DN/mm 400＜ d 400≤d＜ 700 700≤d＜ 900 900≤d＜ 2600 4 4 8 10 拉桿需 10根。換熱器換熱管長度與公稱直徑之比，一般在 4～ 25 之間，常用的為 6～ 10。 換熱面積的確定 根據(jù)《化工設備設計手冊》選擇傳熱面積為 400m2 換熱管數(shù) N的確定 我國管殼式換熱器常用碳素鋼、低合金鋼鋼管，其規(guī)格為 υ19 υ25 、 υ32 υ38 υ57 等，不銹鋼鋼管規(guī)格為 υ19 υ25 υ32 υ38 、 υ57 。 選擇換熱器的類型 浮頭式換熱器：主要特點是可以從殼體中抽出便于清洗管間和管內(nèi)。管束可以在管內(nèi)自由伸縮不會產(chǎn)生熱應力。 換熱管長度規(guī)格為 、 、 、 、 、 、 、 、 。管子的材料選擇應根 據(jù)介質(zhì)的壓力、溫度及腐蝕性來確定。 換熱管的排布與連接方式的確定 換熱管排列形式如圖 所示。正三角形排列形式可以在同樣的管板面積上排列最多的管數(shù)，故用的最為廣泛，但管外不易清洗。 換熱管中心距要保證管子與管板連接時，管橋有足夠的強度和寬度。換熱管中心距宜不小于 倍的換熱管的外徑。 表 (mm) 換熱管外徑 d 14 19 25 32 38 45 57 換熱管中心距 S 19 25 32 40 48 57 72 換熱器的主要設計參數(shù)如下： 表 流程 設計參數(shù) 管程 殼程 工作壓力（ MPa） 設計壓力（ MPa） 腐蝕裕度（ mm） 材質(zhì) Q235B Q235B 2. 換熱器殼體壁厚的設計計算 壓力容器選材： 本設備為冷凝器，由于設計壓力在 低范圍內(nèi)，工作溫度不高，介質(zhì)為乙烯，所以選用 Q235B 材料，且滿足其使用要求。當換熱器的公稱直徑小于 400mm 時，其筒體使用 管材制。 殼程壁厚的設計計算 1. 名義壁厚計算 p=2[ ]cit cD p??? ? 41查表得 [σ]t=170MPa 取設計壓力 p == MPa 故 1 . 7 6 0 0= = 7 . 3 52 1 7 0 0 . 8 5 1 . 7 6mm? ? ??? ? ? n 1 2=+CC?? ? 故 n 1 2= + 5 1 5C C mm?? ? ? ? ? ? 按照 GB15189對固定管板式換熱器最小壁厚的規(guī)定，取 12mm。 , m in m in 2= + C 2 2 4 m mn?? ? ? ? min ,min n?? 所以殼程的名義厚度取 12mm合格。 平蓋容易拆卸 ， 維修關程時不必拆卸管道。在壓力不高 的情況下，換熱器直 徑小于等于 900mm時，用橢圓形封頭；換熱器直徑大于 900mm，通常使用平蓋。 1. 名義壁厚計算 管箱選材為 Q235A，有參考文獻 [4]公式 42 = 2[ ]citcpD p? ??? 42 式 44： ? — 管箱計算壁厚， mm iD — 圓筒內(nèi)徑， mm 查得 [σ]t=170MPa υ— 焊縫系數(shù)，焊縫采用雙面焊，局部無損探傷，取 υ= 取設計壓力 p= 故 1 . 7 6 1 2 0 0= 7 .3 52 1 7 0 0 . 8 5 1 .7 6 mm? ? ?? ? ? n 1 2= +C C?? ? 查得： 1 ? 2 1mmC? 故 12= +C 7 .35 0 .8 1= 5n C mm?? ? ? ? ? 按照 GB15189對固定管 板式換熱器最小壁厚的規(guī)定， n? 取 12mm。 , m in m in 2 3 2 5n C m m??? ? ? ? ? min ,minn??? 所以管箱的名義厚度取 12mm合格。由于殼程與管箱采用相同的材料，所以 [σ]t=[σT] 故 = 1 . 2 5 1 . 7 6 = 2 . 2Tp M P a? 所以 2 . 2 ( 1 2 0 0 1 0 . 2 )1 3 0 . 5 a2 1 0 . 2T MP? ????? 0. 9 = 0. 9 23 5 0. 85 = 17 9. 8s M Pa?? ?? 因為 ? ?? 所以該換熱器殼體水壓試驗合格。其中 凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭（或稱帶折邊的球形封頭）和球 冠封頭 （或稱無折邊球形封頭）四種。 但缺點是深度大， 當直徑較小時，整體沖壓困難，大直徑采用 分 瓣沖壓其拼焊工作量也大 。如下圖所示： 頭 橢圓形封頭是由橢圓面和短圓筒 組 成，直邊段的作用是避免封頭和 圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲徑半徑突變 ， 以改善焊縫的受力狀況 。如下圖所示： 蓋 在理論分析時平板的周邊支承被認為固支或簡支，但實際上平蓋與圓筒連 接時 ， 真實的支承既不是固支也不是簡支 ， 而是介于固支和簡支之間 。 比較以上幾種封頭形式，選用標準橢圓形封頭，為了便于焊接封頭及經(jīng)濟性要求， Q235B。 不得用于 盛裝液化石油氣介質(zhì)以及毒性程度為高 度或極度危害介質(zhì)。 由參考文獻 [4]得 = 2[ ] cpD p? ??? 上式中 [σ]t— 設計溫度下材料的許用應力， MPa 查得 [σ]t =170MPa υ— 焊縫系數(shù)，焊縫采用雙面焊，局部無損探傷，取 υ= 取設計壓力 p=pw= 故 1 . 7 6 1 2 0 0= 7 . 3 32 1 7 0 0 . 8 5 0 . 5 1 . 7 6mm? ? ?? ? ? ? n 1 2=+CC?? ? n 1 2= + = + 0. 8 + 1 = C mm?? ? 按照 GB15189對固定管板式換熱器最小壁厚的規(guī)定， δn取 12mm。 δn,min =δmin=3+2=5mm δminδn,min 所以封頭的名義厚度取 12mm合格。結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示： 表 （ mm） 公稱直徑 DN 曲面高度 h1 直邊高度 h2 厚度 δ 1200 125 25 12 由參考文獻 [4]知 ,內(nèi)壓容器水壓試驗公式： ()= 2T i eTepD ?? ?? 對于內(nèi)壓 容器 []=[]TTctpp?? [σ]t — 設計溫度下材料的許用應力， MPa。 法蘭的選型與設計 法蘭聯(lián)接是作為容器的筒體與封頭、筒體與筒體、管道間、管道與閥門管件等的可拆性聯(lián)接。由于強的密封性能和較好的強度，故應用廣泛。 2. 2 ( 120 0+10 .2)= = 130 .52 10. 2T M Pa? ?f 常見的整體法蘭形式有兩種即平焊法蘭和對焊法蘭。甲型平焊法蘭與乙型平焊法蘭的區(qū)別在于乙型平焊法蘭有一個壁厚不小于 16mm 的圓筒形短節(jié)，因而乙型平焊法蘭的剛性比甲型平焊法蘭好，甲型法蘭在（ PN≤）時，適用的容器直徑范圍為（ DN=300~1200），乙型法蘭性能更優(yōu)。 凹凸面（如圖 52）安裝時易于對中，還能有效地防止墊片被擠出壓緊面，適用于 pN ≤ 的容器法蘭和管法蘭。如圖 ： 圖 法蘭 （ 1）法蘭材料選用 Q235A，許用應力為 :[σ]f= 170MPa， [σ] t=170MPa。 （ 2） 法蘭力矩 由前面法蘭尺寸可知 : b12212 2 2 22311323=D 1280= 0. 785 1200 0. 275 = 3108604( ) ( 1280 1200 ) 4283042 = 2 3. 14 1221 8 2 0. 275 = 337391280 1200= 40223521280 12213022iGiGbibGDP D P NP D D P NP D bmP NDDl mmlll mmDDl mm????? ? ??