【正文】 MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： 校核圓筒應(yīng)力 . 式中： ：試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力， MPa； ：筒體的內(nèi)直徑， mm。 所以筒體厚度。 有效厚度 =c= 143=11mm 強(qiáng)度校核： 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =170MPa =170MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： 校核管箱短節(jié)應(yīng)力 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：管箱短節(jié)材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =325MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 (3178。 所以管箱短節(jié)厚度。 ：設(shè)計(jì)溫度下材料的需用應(yīng)力， MPa； ：焊接接頭系數(shù)。 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿 足下列條件： ，其中：管箱封頭材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） == 顯然 因而管箱封頭的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 第 3． 4 節(jié) 換熱管的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 換熱管的厚度計(jì)算按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P26 式 51 計(jì)算： 其中 ==20 ， GB1501998《鋼制壓力容器》表 43 查得取為 163MPa 代入數(shù)據(jù)得： 根據(jù) GB1511999《管殼式換熱器》表 10 可查得換熱管厚度取為 因此名義厚度： == 有效厚度： ==1mm 強(qiáng)度校核： 由液壓試驗(yàn) GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知： 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =163MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： 校核換熱管應(yīng)力。 所以取換熱管的厚度為 12mm。 墊片的設(shè)計(jì)： （ 1）按 GB1501998《鋼制壓力容器 》 P93 表 92 選取金屬包墊片《金屬板內(nèi)包在棉》的特性參數(shù)可得：墊片系數(shù) m=，比壓力 y=，按 JB/47062021《壓力容器法蘭》 P16 表 2 選取公稱直徑為 1800mm的墊片系數(shù)為 D=1877mm d=1837mm。 法蘭徑尺寸，及螺栓間距上的最小值按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P95 表（ 93）選取，其中：螺栓中心至法蘭徑部與法蘭背面交點(diǎn)的徑向距離， mm，：螺栓中心至法蘭外徑的徑向距離， mm。 有以下可知，螺栓公稱直徑為 =27mm，則其小徑 =，中經(jīng) =（參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 2 卷） 螺栓小徑面積 A= 螺栓載荷 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P95 式（ 94）計(jì)算： ==== 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P94 式（ 92）計(jì)算： == 螺栓面積： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 1）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積按式 P95（ 96）計(jì)算 （ 2） 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P95 式（ 97）計(jì)算： 需要的螺栓面積取的最大值，故： ==，實(shí)際螺栓面積應(yīng)不小于需要的螺 栓面積螺栓數(shù)目 因?yàn)槁菟〝?shù)是 4 的倍數(shù)，所以取 n=64. 操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P94 式（ 92）計(jì)算： === = 螺栓設(shè)計(jì)載荷： 預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷按 GB1501998《感知壓力容器》 P96（ 98）計(jì)算： 操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷按 GB1501998《感知壓力容器》 P96（ 99）計(jì)算： W== 法蘭設(shè)計(jì)： 法蘭力矩 按 GB1501998《鋼制壓力容器》 P96 式（ 910）計(jì)算： 式中： =； ：螺栓中心至作用位置處的徑向距離， mm； 按表（ 94）計(jì)算： （其中為螺栓中心圓直徑） 則 === GB1501998《鋼制壓力容器》 P96 式（ 911）計(jì)算： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） = 式中：按表 94 計(jì)算，則： ===51mm 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 P113 可知： === F=== =F== 則： = = = c .法蘭設(shè)計(jì)力矩 法蘭設(shè)計(jì)力矩取以下大值： 故取 =174842021 形狀參數(shù)按 GB1501998《鋼制壓力容器》計(jì)算： === 由 JB47032021《壓力容器法蘭》 P52 表 1 知， h=40mm 則 查 GB1501998《鋼制壓力容器》 p99 圖 97 可知， f= 以下均根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》表 96 計(jì)算： 法蘭外徑 =+2=1915+228=1971mm P101 查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 95 可得 T= Z= Y= U= 另外，查圖 93 得 = 查圖 94 得 = 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） === 假設(shè) =90mm，則： == == 軸向力 徑向力 切向應(yīng)力 由前面知 =147MPa,= 則 （） =（ ） =，經(jīng)校核以上數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求。由 HG2058198《鋼制壓力容器材料選用規(guī)定》表 56 可知接管外徑分別為 508mm和 610mm，接管材料選用16Mn，查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 43 可得 =163MPa （ 1）物料入口接管（ DN=500mm，） 接管最小壁厚 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》式 51 計(jì)算厚度： 代入數(shù)據(jù)知： 圓整后 mm。 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 （ 2）物料出口接管（ DN=600mm，） 接管最小壁。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =163MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力 式中： ：試驗(yàn)壓力下接管的應(yīng)力， MPa； ：接管的內(nèi)直徑， mm。 所以接管尺寸為 . 根據(jù)工藝條件表知，蒸汽入口和出口接管的公稱直徑分別為 DN400mm 和DN150mm 由 HG2058198《鋼制壓力容器材料選用規(guī)定》 表 56 可知接管外徑分別為 ，接管材料選用 16MnR，查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 43可得 =135MPa。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）： 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =135MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： = 校核接管應(yīng)力 . 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 由液壓試驗(yàn)（ GB1511999《管殼式換熱器》 P14 公式 33 可知）， 經(jīng)查 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 知 =163MPa =135MPa 則 壓力試驗(yàn)應(yīng)按 GB1511999《管殼式換熱器》公式 37： 校核接管應(yīng)力 代入數(shù)據(jù)知： 應(yīng)滿足下列條件： ，其中：接管材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； 由 GB1501998《鋼制壓力容器》表 41 查得 =345MPa，有前面知 = 代入其他數(shù)據(jù)得： == 顯然 因而接管的厚度滿足該工藝條件的要求強(qiáng)度。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3． 8 節(jié) 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 在這個(gè)固定管板管殼式換熱器的外殼上共有六個(gè)接管，其中有四個(gè)在接管的公稱直徑 在不需要補(bǔ)強(qiáng)的要求之外，根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 P75 中 的規(guī)定補(bǔ)強(qiáng)。 符號(hào)說明： A開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積， 。封頭和接管的厚度附加量 C 均取 2mm。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 3）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭計(jì)算厚度 由于在封頭區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr： 接管有效厚度為 c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 (4) 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定： (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 . c．內(nèi)側(cè)有效高度 h2按式（ 481）確定 (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，得 . (5) 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭有效厚度 封頭多余金屬面積 A1按式（ 482）計(jì)算： b．接管多余金屬面積 A2： 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 接管多余金屬面積 A2按式（ 483）計(jì)算（由前面 計(jì)算知） c．接管區(qū)焊縫面積（焊腳取 ）： d．有效補(bǔ)強(qiáng)面積 6. 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 因?yàn)?，所以該接管孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。封頭和接管的厚度附加量 C 均取 2mm。 (3) 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．封頭計(jì) 算厚度 由于在封頭區(qū)域開孔，所以封頭計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 所以取 . 接管有效厚度為 c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定 (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 . c．內(nèi)側(cè)有效高度 h2按式（ 481）確定 (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，的。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3． 8． 蒸汽入口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑，故須另行考慮補(bǔ)強(qiáng)。 （ 3）開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 a．筒體計(jì)算厚度 由于在筒體區(qū)域開孔，所以筒體計(jì)算厚度按式 GB1501998（ 71）確定： b．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 所以取 接管有效厚度為 . c．開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按式（ 476）計(jì)算 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 a．有效寬度 B，按式（ 479）確定 取大值，得 . b．有效高度 h 外側(cè)有效高度 h1按式（ 480）確定 (實(shí)際外伸高度 ) 取小值，得 c．內(nèi)側(cè) 有效高度 h2按式（ 481）確定 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） (實(shí)際內(nèi)伸高度 ) 取小值，得。 3． 8． 4 、蒸汽出口接管的開孔補(bǔ)強(qiáng) （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判斷 根據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》 條：接管外徑 ，故須另行考慮