【正文】 ）=764mm 浮頭法蘭和鉤圈的外直徑, Df0=Di+80=800+80=880 mm 布管限定圓直徑, 按GB1511998 ，對(duì)于浮頭式有：Dl=Di2(b1+b2+b)=8002（5++4）=753mm外頭蓋內(nèi)直徑D=Di+100=800+100=900mm浮動(dòng)管板外直徑 D0=Di2=80025=790mm各符號(hào)及取值 查GB1501998表93 Db=法蘭外直徑,為880mm 墊片壓緊力作用中心圓直徑法蘭內(nèi)直徑,為764mm作用在法蘭環(huán)側(cè)封頭壓力載荷引起的軸向分力作用在法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)封頭載荷引起的徑向分力 分別取管程壓力Pt(內(nèi)壓)和殼程壓力Ps(外壓)封頭球面內(nèi)半徑，查，表46，=600mm LD螺栓中心至法蘭環(huán)內(nèi)側(cè)的徑向距離Lr Fr對(duì)法蘭環(huán)截面形心的力臂封頭邊緣處球殼中面切線與法蘭環(huán)的夾角176。C．螺栓設(shè)計(jì)載荷 a．預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷： b．操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷：2．浮頭法蘭的設(shè)計(jì)計(jì)算參看[7]壓力容器法蘭JB/T47002000,表1，選用長頸對(duì)焊法蘭，密封面型式為凸面。球冠形封頭，浮頭法蘭應(yīng)分別在管程壓力Pt作用下和殼程壓力Ps作用下進(jìn)行內(nèi)壓和外壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，取其大者為計(jì)算厚度。 設(shè)計(jì)厚度 名義厚度圓整后可取檢查：時(shí)，、無變化且滿足封頭選型時(shí)的假設(shè)，故取封頭的名義厚度合適。查GB1501998圖91，取焊角底高l=10mm，則 那么作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力 流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力之差 則 =（++） =②法蘭厚度計(jì)算 預(yù)緊狀態(tài) 操作狀態(tài) 預(yù)緊狀態(tài)下法蘭厚度 操作狀態(tài)下法蘭厚度 法蘭厚度取與之大者，且不小于球冠形封頭厚度的兩倍，則===90mm（2）殼程壓力Ps作用下(外壓)浮頭蓋的計(jì)算 參看GB1511999，查JB/T47672002鋼制壓力容器用封頭要100%射線探傷取=.①球冠形封頭厚度確定A球冠形封頭計(jì)算厚度 選用材料16MnR，則設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為 參數(shù) 查GB1501998，圖75得Q= （取=）B外壓球殼所需的有效厚度的計(jì)算根據(jù)GB6654《壓力容器用鋼板》規(guī)定：對(duì)于16MnR鋼板可取厚度負(fù)偏差，取腐蝕裕量，厚度附加量。C受外壓時(shí)球冠形封頭的計(jì)算厚度確定 取A、B中的較大值，即，取名義厚度②受外壓浮頭法蘭厚度計(jì)算（GB1511999，） 因部分參數(shù)與受內(nèi)壓的參數(shù)相同，這里只就不同參數(shù)加以計(jì)算說明： A法蘭力矩a預(yù)緊狀態(tài)下法蘭力矩 b操作狀態(tài)下的法蘭力矩=B法蘭厚度計(jì)算 預(yù)緊狀態(tài) 操作狀態(tài) 預(yù)緊狀態(tài)下法蘭厚度 操作狀態(tài)下法蘭厚度 法蘭厚度取與之大者，且不小于球冠形封頭厚度的兩倍，則===90mm（3）浮頭法蘭及球冠形封頭厚度確定綜合上述兩種情況，根據(jù)GB1511999規(guī)定：球冠形封頭，浮頭法蘭應(yīng)分別在管程壓力Pt作用下和殼程壓力Ps作用下進(jìn)行內(nèi)壓和外壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，取其大者為計(jì)算厚度，即球冠形封頭厚度 浮頭法蘭厚度查JB/T47462002附錄1，得DN=800mm,總深度H=104mm，內(nèi)表面積A=，容積V=，封頭質(zhì)量M=標(biāo)記： PSH DN8001016MnR JB/T47462002鉤圈分A、B兩種。兩個(gè)半圓環(huán)合在一起，與浮頭法蘭用螺栓連接，夾持住浮動(dòng)管板。根據(jù)GB1511999中B型鉤圈的設(shè)計(jì)計(jì)算式，其中為管板厚度。即采用普通級(jí)冷拔鋼管。管板是管殼式換熱器的主要部件。管板除了與管子和殼體連接外，還是換熱器的一個(gè)重要受壓元件。對(duì)管板的設(shè)計(jì)，除了滿足強(qiáng)度要求外，同時(shí)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖38管板與殼體、管箱的連接形式管板材料選用鍛件16Mn，采用整體形勢的管板。查GB1511999, ，表16，允許偏差為；換熱管與管板采用先焊后脹的形式。C各元件材料及其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管板材料在設(shè)計(jì)溫度下（150℃）的許用應(yīng)力 [σ]rt=147MPa；管板材料設(shè)計(jì)溫度下彈性模量，MPa Ep=180000MPa管板許用拉脫力按GB1511999表26， [q]=[σ]tt=147=A結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算管板布管區(qū)面積At 正方形排列管板布管區(qū)內(nèi)開孔的后面積管板布管區(qū)當(dāng)量直徑墊片基本密封寬度則有效密封寬度那么墊片壓緊力作用中心圓直徑 則B．系數(shù)計(jì)算系數(shù)管束模數(shù) 式中L應(yīng)為換熱管的有效長度，但由于管板厚度尚未計(jì)算出，暫時(shí)用管子總廠代替進(jìn)行試算，待管板厚度計(jì)算出后再用有效長度核算。即圓整為48mm。則換熱管的有效長度按；根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》，查圖1824得C=查圖1825得=管板計(jì)算厚度及名義厚度 根據(jù)GB151規(guī)定，用于易燃易爆介質(zhì)場合，管板的最小厚度應(yīng)不小于換熱管的外徑25mm；同時(shí)管板的名義厚度應(yīng)不小于下列三部分之和。校核合格不用再計(jì)算。根據(jù)JB/T472192選取外頭蓋側(cè)法蘭，代號(hào)：側(cè)法蘭；密封面形式：凸密封面 ，代號(hào)：T；結(jié)構(gòu)型式見下圖：圖39 外頭蓋側(cè)法蘭外頭蓋側(cè)法蘭具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：表35 外頭蓋側(cè)法蘭數(shù)據(jù)（單位：mm）DH1060101597696696358120hRd421816261227對(duì)應(yīng)的螺柱規(guī)格M24，數(shù)量28，對(duì)接筒體最小厚度=10mm標(biāo)記：法蘭—T 800—外頭蓋內(nèi)徑為與外頭蓋側(cè)法蘭配對(duì)，按JB/T47032000選用凹面法蘭（長頸對(duì)焊法蘭），其結(jié)構(gòu)尺寸見下表： 表36 外頭蓋法蘭數(shù)據(jù)（單位：mm） DH1060101597696696352115hRda35181626122721對(duì)應(yīng)的螺柱規(guī)格M24，數(shù)量28，對(duì)接筒體最小厚度=10mm標(biāo)記：法蘭—FM800——115 JB/T47032000法蘭、墊片、螺母材料匹配如下：表37 法蘭、墊片、螺母材料匹配表法蘭類型非金屬軟墊片法蘭材料螺柱螺母長頸對(duì)焊聚四氟乙烯板鍛件16Mn4045選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，材料16MnR，其尺寸同管箱封頭=12mm，且短接長度為104mm。開孔以后，出削弱器壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)問題。補(bǔ)強(qiáng)的方法主要采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，即認(rèn)為客體因開孔被削弱的承載面積，須有補(bǔ)強(qiáng)材料在離孔邊一定距離范圍內(nèi)予以等面積補(bǔ)償。否則需另行補(bǔ)強(qiáng)。A)殼程流體進(jìn)出口接管，取殼程油品的流速為u=,則接管內(nèi)徑為 =146mm去標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑為150mm。根據(jù)《壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1—2—23查的不銹鋼鋼管的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：殼程、管程的標(biāo)準(zhǔn)尺寸：159 。 接管尺寸為Φ159，筒體上開孔外徑為159mm，需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 = 強(qiáng)度削弱系數(shù) 接管有效厚度。 外側(cè)有效高度 （實(shí)際外伸高度）取其中的小值，故=。4. 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 筒體的有效厚度 筒體多余金屬面積接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2=2h1δetδtfr+2h2(δetδt)fr（焊腳取10mm） 則有那么開孔后不需另行補(bǔ)強(qiáng)了。對(duì)于大直徑的換熱器，在布管區(qū)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于3個(gè)支承點(diǎn)；拉桿材料用20鋼。查表45得拉桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)見下表所示。溝槽以安放墊片，保證密封要求。根據(jù)GB1511999，隔板厚度=14mm；分層隔板的材料與管箱材料一樣，采用16MnR，槽寬為12mm。3 定距管設(shè)計(jì) 定距管的作用是將折流板之間的距離固定下來，并保持它與換熱管垂直。4 滑道設(shè)計(jì)滑道焊雨折流板下部預(yù)設(shè)的槽內(nèi)，與管束成為一個(gè)整體，在拖拉管束時(shí)起導(dǎo)軌作用，以防折流板破壞。 弓形流板的排列采用水平裝配,這樣可造成流體的強(qiáng)烈擾動(dòng),傳熱效果好。折流板圓缺面水平裝配，見下圖。（3）折流板的管孔 查GB1511999表36，對(duì)于Ⅱ；管孔加工時(shí)，折流板上管孔加工后，45176。6 防沖板設(shè)計(jì)（GB1511999，）當(dāng)管程采用軸向入口或換熱管內(nèi)平均流速超過3m/s時(shí)，要設(shè)置防沖板如圖215，以減少流體的不均勻和對(duì)換熱管管端的沖蝕。7 內(nèi)導(dǎo)流筒的選用內(nèi)導(dǎo)流筒外表面距圓筒內(nèi)表面的距離應(yīng)大于，取為60mm；導(dǎo)流筒厚度為3mm，長度為400mm。9 鞍式支座的選用 根據(jù)JB/T471292選用120176。支座材料為Q235—A.，墊板材料為16MnR；左端固定，右端為移動(dòng)式，其結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)尺寸如下：圖315 鞍式支座表39鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑DN允許載荷鞍座高度底板800mm220kN200mm72015010腹板筋板mm墊板螺栓間距mm鞍座質(zhì)量弧長e104001201094020063653035kg10 排凈口，排氣口考慮到排凈口所排的流體性質(zhì)，選擇公稱直徑為20mm的接管即可滿足要求，公稱直徑為20查閱HG 205921997 鋼制管法蘭型式，找不到相應(yīng)的法蘭，所以考慮整體鋼制管法蘭，查GB/T ，得相關(guān)的尺寸如下：40X10（不需另行補(bǔ)強(qiáng)），外伸長度取150mm。換熱管發(fā)生震動(dòng)，首先的條件就是要有激震源，而殼體流體的流動(dòng)就是誘發(fā)和維持管子震動(dòng)的激振能源。因此，從這些方面出發(fā)有以下幾種防振措施：1. 降低殼程流速；2. 增加管子的固有頻率；3. 變更折流板的型式或改變管束的結(jié)構(gòu)；4. 改善進(jìn)、出口的流動(dòng)狀況；5. 減少管子與折流板之間的間隙或采用不規(guī)則的管間距；6. 其它措施如設(shè)法堵塞換熱管與殼體之間以及其它狹窄地帶，設(shè)置實(shí)心防振擋板；7. 拆除一些換熱管或改變換熱管表面的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在做設(shè)計(jì)之前，我們查找了許多換熱器方面的書，我們很清晰地認(rèn)識(shí)了換熱器的結(jié)構(gòu)、制造、安裝以及清洗等方面的知識(shí)，為我們接下來的設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊！ 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，許多參數(shù)是沒有直接給出的，需要我們自己動(dòng)手去搜集資料，計(jì)算公式也要根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，因此必須查閱大量的文獻(xiàn)資料與設(shè)計(jì)手冊(cè)，以獲得時(shí)所需的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。這就培養(yǎng)了我們?nèi)娣治鰡栴}和解決問題的能力。在此向邢靜宜老師表示深深的感謝和崇高的敬意。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向內(nèi)蒙古科技大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院，過程裝備與控制工程的全體老師表示由