【正文】 16264 管箱法蘭與管板連接之間的墊片 墊片的結(jié)構(gòu)型式墊片的結(jié)構(gòu)如圖35所示，由于換熱器是四管程結(jié)構(gòu)，所以左管箱選擇（c）結(jié)構(gòu)，右管箱選擇（b）結(jié)構(gòu)。隔板槽部分墊片的寬度，由于管程為碳鋼，所以寬度取，墊片的圓角尺寸。墊片接觸面寬度： (336)墊片的密封基本寬度： (337)墊片有效密封寬度： (338)由于密封基本寬度，故墊片壓緊力作用中心圓計算直徑等于墊片接觸的外徑減去，即 (339) 換熱管與管板的連接 換熱管的材料選用20號鋼。因此采用強度脹接，見圖36。圖36 換熱管與管板的連接結(jié)構(gòu)形式 管板的設(shè)計的及校核 相關(guān)符號說明如下： 殼程圓通內(nèi)直徑橫截面積， ； 在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置拉桿槽和隔板的需要，而未能被換熱管支承的面積，； 管板布管區(qū)內(nèi)開孔后的面積，； 圓筒殼壁金屬橫截面積，；管板布管區(qū)面積，；一根換熱管管壁金屬的橫截面積，；殼體法蘭或管箱法蘭的寬度，；殼體法蘭或管箱法蘭外直徑，；管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑，；殼程圓筒或管箱圓筒內(nèi)直徑，；殼體法蘭材料彈性模量，；管箱法蘭材料彈性模量，；管箱圓筒材料彈性模量，；管板材料彈性模量，；殼程圓筒材料的彈性模量，；換熱管材料的彈性模量，；系數(shù)，當(dāng)時，取和中的較大值，當(dāng)時，取；系數(shù)，僅用于時，；系數(shù)，當(dāng)時和時均按和查相應(yīng)的圖表；系數(shù)，按和查圖；系數(shù)，按和查圖；換熱管加強系數(shù)；殼體法蘭與圓筒旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，；管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，；旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，； 對于不帶法蘭的管板： 對于其延長部分兼作法蘭的管板：旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)；管束模數(shù)，；管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度；換熱管有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距），；換熱管與管板脹接長度或焊腳高度，；管板邊緣力矩系數(shù)： 對于不帶法蘭的管板：； 對于其延長部分兼做法蘭的管板，即是法蘭力矩系數(shù)； 殼程壓力作用工況： ； 管程壓力作用工況：； 基本法蘭力矩，；基本法蘭力矩系數(shù)； 系數(shù)；基本法蘭力矩，；基本法蘭力矩系數(shù)；管程壓力操作工況下的法蘭力矩，；管程壓力操作工況下的法蘭力矩系數(shù)；管板邊緣力矩變化系數(shù)；法蘭力矩變化系數(shù)；殼體法蘭力矩系數(shù)；管板總彎矩系數(shù)；管板第一彎矩系數(shù)；管板第二彎矩系數(shù)；換熱管根數(shù)；有效壓力組合，；當(dāng)量壓力組合，； 殼程設(shè)計壓力，； 管程設(shè)計壓力，；殼體不帶波形膨脹節(jié)時，換熱管束與圓筒剛度比； 換熱管與管板連接拉脫力，； 許用拉脫力，； 沿隔板槽一側(cè)排管根數(shù)；隔板槽相鄰兩側(cè)中心距，；換熱管中心距，；管板邊緣剪力系數(shù)；系數(shù)，按查??；系數(shù)；換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差；管板計算厚度，；殼體法蘭厚度，；管箱法蘭厚度，；管箱圓筒厚度，；殼程圓筒厚度，；換熱管壁厚，；管板剛度削弱系數(shù)，一般可取值；系數(shù)；管板強度削弱系數(shù)，一般可取=；法蘭力矩折減系數(shù)；管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比；系數(shù)；系數(shù)；殼程圓筒軸向應(yīng)力，；殼體法蘭應(yīng)力，；管板徑向應(yīng)力，；管板布管區(qū)周邊處的徑向應(yīng)力，；管板徑向應(yīng)力系數(shù)；管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)；換熱管軸向應(yīng)力，；在設(shè)計溫度時，殼程圓筒材料的許用應(yīng)力，；換熱管穩(wěn)定許用壓應(yīng)力，；殼體法蘭許用應(yīng)力，；在設(shè)計溫度時，管板材料的許用應(yīng)力，；在設(shè)計溫度時，換熱管材料的許用應(yīng)力，；系數(shù)；管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力，；管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)；系數(shù)，按和查圖；系數(shù)，按和查圖；系數(shù)；換熱管的回轉(zhuǎn)半徑，mm；換熱管受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度，mm。換熱管有效長度：管子加強系數(shù)： (364) 因此。查參考文獻(xiàn)[3]圖26得到：管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度： (367) 系數(shù)的確定：殼體法蘭厚度：查參考文獻(xiàn)[3]圖26得到：殼體法蘭與圓筒旋轉(zhuǎn)剛度： (368) 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)： (369)根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]圖27，由和確定：。管子穩(wěn)定許用應(yīng)力：系數(shù) 換熱管的回轉(zhuǎn)半徑： (373)換熱管受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度:折流板的布置如圖37所示，取、c、d和e中的較大值，故。 (377)按和查參考文獻(xiàn)[3]圖31（a）得到：所以管板徑向應(yīng)力系數(shù)： (378)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)： (379)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)： (380)管板應(yīng)力： (381)，合格。 (384)，合格。管子應(yīng)力： (387) ,合格。拉脫力：強度脹接最小脹接長度l應(yīng)取管板的名義厚度減去3mm或50mm二者的最小值，故。，合格。 (394)按和查參考文獻(xiàn)[3]圖31（a）得到：所以管板徑向應(yīng)力系數(shù)： (395)管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)： (396)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)： (397)管板應(yīng)力： (398)，合格。 (3100)，合格。管子應(yīng)力： (3103),合格。拉脫力：強度脹接最小脹接長度l應(yīng)取管板的名義厚度減去3mm或50mm二者的最小值，故。，合格。 (3113) ，合格。殼體法蘭應(yīng)力：殼體法蘭力矩系數(shù)： (3115)殼體法蘭應(yīng)力參數(shù):(按，查參考文獻(xiàn)[13]第9章表95)(3116)，合格。殼程圓筒軸向應(yīng)力： (3118)，合格。 (3119)根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，換熱管與管板連接許用拉脫力。(4)計入膨脹差管程壓力下的危險組合假設(shè)環(huán)境溫度為,則 (3120) 有效壓力組合： (3121)基本法蘭力矩系數(shù)： (3122)管板邊緣力矩系數(shù)： 管板邊緣剪切系數(shù)：管板總彎矩系數(shù)：時，取與兩者中的較大值。 (3128) ，合格。殼體法蘭應(yīng)力：殼體法蘭力矩系數(shù)： (3130)殼體法蘭應(yīng)力參數(shù):(按，查參考文獻(xiàn)[13]第9章表95) (3131) ，合格。殼程圓筒軸向應(yīng)力： (3133) ，合格。 (3134)根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]，換熱管與管板連接許用拉脫力。綜上所述，管板的計算厚度滿足強度要求，所以管板的名義厚度。 管板的結(jié)構(gòu)尺寸管板與管箱之間采用法蘭連接，管板的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)參考圖凸面法蘭結(jié)構(gòu)，管板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖38所示圖38 管板的結(jié)構(gòu)尺寸。接管位置如圖39所示。 管箱接管的布置管箱接管盡量靠近管箱法蘭，然而為了保證設(shè)備的制造、安裝，管口距離也不能靠得太近，它受到最小位置的限制。根據(jù)圖310，管箱接管最小位置滿足，其中，且不小于50～100mm。圖310 管箱接管位置根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]查得： (3136)最終取。管箱尺寸的確定：管箱所需要的確定的尺寸主要是管箱長度，分程隔板位置尺寸是由排管圖確定，管箱直徑是由殼程直徑?jīng)Q定。管箱相關(guān)尺寸如圖311所示。因此管箱的尺寸還必須根據(jù)接管的布置和焊縫距離計算，此時應(yīng)該滿足： (3137)其中：，取150mm，所以綜上考慮。圖312 管箱法蘭與管箱的連接 管板與筒體的連接由于所選的冷卻器是固定管板式換熱器，管板的延長部分兼作法蘭，管板與筒體的連接如圖313所示。圖314 管箱與管板的連接 其他零部件的設(shè)計 拉桿、定距管的設(shè)計 （1）拉桿拉桿的尺寸根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]確定，如圖315所示。圖318 定距管的結(jié)構(gòu)尺寸 分程隔板的設(shè)計根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表6，隔板的厚度為6mm,分程隔板的結(jié)構(gòu)如圖317所示。圖317 分程隔板的結(jié)構(gòu) 防沖板 （1）確定是否需要防沖板當(dāng)殼程進(jìn)口流體的值為下列數(shù)值時，應(yīng)在殼程進(jìn)口管處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍玻?1)非腐蝕性、非磨蝕性的單相液體，其；(2)其他各種液體包括沸點下的液體，其[3]。 （2）防沖板尺寸的確定防沖板的外表面到圓筒內(nèi)壁的距離，應(yīng)不小于接管外徑的[3]，換熱器接管外徑為108mm，因此防沖板外表面到圓筒內(nèi)壁的距離不小于27mm，考慮到布置換熱管，防沖板的外表面到圓筒內(nèi)壁的距離為40mm。防沖板的固定形式為：同時焊在靠近管板的第一塊折流板上。表35 鞍座尺寸表DN/公稱直徑允許載荷Q/kN鞍座高度 h底板腹板筋板墊板螺栓間距l(xiāng)2l1b1δ1δ2b3δ3弧長b4δ4e3005520029012088968370200648200鞍式支座如圖318所示，鞍式支座在換熱器的布置應(yīng)按下列原則確定： ，取；，?。?。取，則。表41 各部件質(zhì)量表序號名稱單位數(shù)量質(zhì)量1左管箱kg12墊片kg2—3螺柱M201600kg324螺母M20kg645墊圈20kg646接管Φ252kg17法蘭DN20kg18折流板kg59定距管Φ192 L=555kg2110換熱管Φ192kg7218111拉桿Φ12 L= 2617kg312防沖板kg113接管Φ1084kg214法蘭DN100kg215右管板kg116右管箱kg117筒體DN3008 L=2906kg118折流板kg419右支座kg11020拉桿Φ12 L=2387kg321左支座kg11022左管板kg123定距管Φ192 L=kg324定距管Φ192 L=kg325總質(zhì)量kg—因此鞍座承受的換熱器總質(zhì)量為： (41) 鞍座校核因為水的密度大于有機液的密度，則在液壓試驗換熱器的總重大于操作狀態(tài)下的總重，此時物料重量均按水重量計算，因此對液壓試驗進(jìn)行分析，取液壓試驗溫度為30，此時水的密度，換熱器的體積，因此液體的質(zhì)量為： (42)：所以液壓試驗鞍座承受的總重為： (43)每個鞍座承受的總重為：顯然鞍座能夠滿足要求。圖41 筒體受力分析 重量載荷作用的總長度： (44)設(shè)換熱器總重沿長度方向均勻分布，則作用在總長度上的單位長度均布載荷為： (45) 彎矩和剪力 （1）彎矩①支座跨中截面處的彎矩支座跨中截面處的彎矩按下式計算。②支座截面處的彎矩支座截面處的彎矩按下式計算： (48)其中，則為負(fù)值，表示筒體上半部受拉伸，下半部受壓縮。由于支座離封頭切線距離，應(yīng)計及外伸圓筒和封頭兩部分及重量的影響，在支座截面上的剪力為： (49) 圓筒軸向應(yīng)力及校核 （1）兩支座跨中截面處圓筒的