【正文】 下表要求圖45 不同內(nèi)徑接管的最小壁厚由表可以選定接管公稱(chēng)外徑為89mm，那么他的最小壁厚為6mm。接管的壁厚計(jì)算（）已知厚度負(fù)偏差腐蝕余量那么取接管外徑，厚度查GB173951998無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差，可取接管外徑為。 由上面計(jì)算可以知道，僅僅在管程需要有補(bǔ)強(qiáng)。下面則是計(jì)算管程接管補(bǔ)強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)（1） 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別 ?補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表415，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。本開(kāi)孔外徑等于273mm，故需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 ?補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開(kāi)孔直徑 本凸形封頭開(kāi)孔直徑，滿(mǎn)足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ?封頭計(jì)算厚度 由于在橢圓形封頭中心區(qū)域開(kāi)孔，所以封頭計(jì)算厚度按下式確定式中(查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》表45)?開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù)注：接管使用10號(hào)鋼開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算（3） 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 ?有效寬度B }取大值故B=538mm ?有效高度外側(cè)有效高度 }取小值故內(nèi)側(cè)有效高度}取小值故 （4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積?封頭多余金屬面積封頭多余金屬面積 ?接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度 接管多余金屬面積按式計(jì)算 ?接管區(qū)焊縫面積（） ④有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑤所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積 那么開(kāi)孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)法蘭的結(jié)構(gòu)形式和密封面形式，應(yīng)根據(jù)使用介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力、公稱(chēng)直徑等因素來(lái)確定。換熱器的法蘭一般采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭。1)管程接管法蘭 系列選取，法蘭外徑D=405mm螺栓孔中心圓直徑K=355mm螺栓孔徑L=23mm、螺栓數(shù)量n=1規(guī)格為M24密封圈d=370mm、X=368mm、Y=364mm、法蘭高度H=78mm、厚度C=28mm法蘭頸N=342mm、S=、R=10mm2)殼程接管法蘭 系列選取，（系列I），參數(shù)如下法蘭外徑D=200mm螺栓孔中心圓直徑K=160mm螺栓孔徑L=18mm、螺栓數(shù)量n=規(guī)格為M16密封圈d=132mm、X=120mm、Y=121mm、法蘭高度H=50mm、厚度C=20mm法蘭頸N=110mm、S=、R=6mm3)接管法蘭墊片采用鍍鋅薄鋼板包石棉橡膠板HG2060797，δ=3mm。接管外伸長(zhǎng)度也叫接管伸出長(zhǎng)度，是指接管法蘭面到殼體（管箱殼體）外壁的長(zhǎng)度。查閱《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) 錢(qián)頌文》P142表166和表167可知：丁二烯進(jìn)出口接管外伸長(zhǎng)度為250mm；冷卻水進(jìn)出口接管外伸長(zhǎng)度為150mm；排氣口,排液口接管外伸長(zhǎng)度為150mm。、管箱殼體的連接 接管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB 1501998第8章和附錄7的有關(guān)規(guī)定。圖46 殼程接管位置圓筒殼體接管1）殼體接管位置的最小尺寸L1（如圖46所示）無(wú)補(bǔ)強(qiáng)圈接管時(shí)： 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) 公式163 取（為殼體厚度，mm）且30mmb為管板法蘭厚度，mm為接管直徑，mm 計(jì)算得：∴取=200mm 管箱接管圖47 管箱接管 管箱接管位置的最小尺寸（換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)圖163） 有補(bǔ)強(qiáng)圈接管時(shí)： (換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) 公式165)為接管直徑，mmC補(bǔ)強(qiáng)圈外邊緣（無(wú)不強(qiáng)圈時(shí)，為管外壁）至管板（或法蘭）與殼體連接焊縫之間的距離。計(jì)算得：可圓整取200mm.、排氣管 為提高傳熱效率，排除或回收工作殘液（氣）及凝液，凡不能借助其他接管排氣或排液的換熱器，應(yīng)在其殼程和管程的最高、最低點(diǎn)，分別設(shè)置排氣或排液接管。排氣或排液接管端部必須與殼體或管箱殼體內(nèi)壁平整。排氣或排液接管的直徑尺寸一般不小于15mm。如下圖所示的為臥式換熱器的排氣（液）管。圖48 排液與排氣管排氣、排液口：根據(jù)GBT173951998，選取接管φ25。排氣、排液管的接管法蘭選取，如圖49所示：圖49 排氣、排液管的接管法蘭 根據(jù)GB/，、排液口相對(duì)應(yīng)的法蘭應(yīng)選用PN=，法蘭公稱(chēng)直徑為25mm，法蘭焊端鋼管外徑為A=32mm，法蘭外徑為D=115mm，螺栓孔中心圓直徑為K=85mm，螺栓孔徑為L(zhǎng)=14mm，螺栓為，數(shù)量為4個(gè)，密封面直徑為65mm，密封系3數(shù)為f=2，法蘭高度為H=40mm，法蘭厚度為C=16mm，法蘭頸為，S=，H=6，R=4，N=46。（該法蘭的適用壓力為，=4Mpa）故可用于殼程也可用于管箱排液管?？蓮谋砀窨梢钥睖y(cè)出來(lái)。圖410 管箱排液管的參數(shù)（或接口）的一般要求接管宜與殼體內(nèi)表面平齊；接管應(yīng)盡量沿?fù)Q熱器的徑向或軸向設(shè)置； 設(shè)計(jì)溫度高于或等于300℃時(shí)，應(yīng)采用對(duì)焊法蘭；必要時(shí)應(yīng)設(shè)置溫度計(jì)接口，壓力表接口及液面計(jì)接口。 對(duì)于不能利用 (或接口)進(jìn)行放氣和排液的換熱器，應(yīng)在管程和殼程的最高點(diǎn)設(shè)置放氣口和最低點(diǎn)設(shè)置排液口，其最小公稱(chēng)直徑為20mm。在這里該換熱器取25mm。 由工藝計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)采用6管程，根據(jù)GB1511999 (P20)表六之規(guī)定，分程隔板厚度取14mm。圖411 分程隔板的參數(shù)選取管箱法蘭根據(jù)JB 4702—2000選取，參數(shù)如下圖412 管箱法蘭參數(shù)1圖412 管箱法蘭參數(shù)2圖413 乙型平焊法蘭凹凸密封面結(jié)構(gòu) 管板延伸兼做法蘭（材料選16MnR,整體式），根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)，錢(qián)頌文》P159查詢(xún)。管板尺寸要根據(jù)管箱法蘭略做調(diào)整。 本設(shè)計(jì)采用管板兼做法蘭的形式，考慮到要和管箱法蘭尺寸相配合，所以選取管板時(shí)所采用尺寸沒(méi)有完全按照設(shè)計(jì)壓力進(jìn)行選擇，但所選管板的公稱(chēng)壓力要大于設(shè)計(jì)壓力。 管板的主要尺寸如下：為使管板與管箱法蘭相配合。 圖414 整體管板結(jié)構(gòu)下表為管板主要尺寸。表42 管板主要尺寸MpaMpaDNDC螺柱（栓）b數(shù)量規(guī)格26002760271526762597265326002784M247080查得16MnR的密度為其厚度為80mm，取其直徑為2760mm，故可以估算其重量：管板與換熱管采用脹接連接時(shí)，管板的最小厚度Smin (不包括腐蝕裕量)按如下規(guī)定: ①用于易燃、易爆及有毒介質(zhì)等嚴(yán)格場(chǎng)合時(shí)，管板的最小厚度應(yīng)不小于換熱管的外徑（） ②用于一般場(chǎng)合時(shí)，管板的最小厚度，應(yīng)符合如下要求： 管板與換熱管采用焊接連接時(shí)，管板的最小厚度應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的要求，且不小于12mm 。 復(fù)合管板復(fù)層最小厚度及相應(yīng)要求①管板與換熱管焊接連接的復(fù)合管板，其復(fù)層的厚度應(yīng)不小于 3mm。對(duì)有耐腐蝕要求的復(fù)層，還應(yīng)保證距復(fù)層表面深度不小于2mm 的復(fù)層化學(xué)成分和金相組織符合復(fù)層材料標(biāo)準(zhǔn)的要求； ②采用脹接連接的復(fù)合管板，其復(fù)層最小厚度應(yīng)不小于10mm，并應(yīng)保證距復(fù)層表面深度不小于 8mm 的復(fù)層化學(xué)成分和金相組織符合復(fù)層材料標(biāo)準(zhǔn)的要求。結(jié)論：管板厚度為80mm 。 墊片材料的選擇應(yīng)根據(jù)換熱器介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度按GB/1511999附錄H來(lái)選擇。為滿(mǎn)足各種條件，采用如下圖所示結(jié)構(gòu)墊片。圖415 管箱墊片根據(jù)JB／T 4718l992， JB／T 4718，金屬材料為軟鐵，填料為石棉橡膠板。墊片尺寸φ2654／φ2622，：墊片接觸面寬度 基本密封寬度，查GB1501998表91， 換熱管換熱管的長(zhǎng)度推薦采用：，，，，。選用換熱管長(zhǎng)度為12m。表43 常用換熱管的規(guī)格和尺寸偏差材料換熱器標(biāo)準(zhǔn)管子規(guī)格mm高精度較 高精 度普 通精 度外 徑厚 度外 徑偏 差厚 度偏 差外 徑偏 差厚 度偏 差碳鋼GB/T8163≥14~302~177。+12％177。+15％低合金鋼GB9926≥30~50~177。10％177。10％57177。％177。10％177。10％+12％+15％結(jié)論：換熱管選10號(hào)鋼。管子的排列形式主要有以下4種：圖415 換熱管排列形式本設(shè)計(jì)采用正三角形排列，選用φ25 材料為10號(hào)鋼，管長(zhǎng)12000mm,管心距32mm。根據(jù)GB/1511999表13規(guī)定，確定限定圓。由表可以得到布管限定圓的直徑，其中圖416 確定布管限定圓結(jié)構(gòu)圖 管孔鋼制換熱管的管板管孔直徑及允許偏差。I級(jí)管束(適用于碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼換熱管)管板管孔直徑及允許偏差應(yīng)符合表44的規(guī)定； 表44 管板管孔直徑及允許偏差換熱器1416192532384547管 孔直 徑允 許偏 差000結(jié)論： 。 換熱管與管板的連接換熱管與管板的連接方式有脹接、焊接、脹焊并用等型式，但也可采用其他可靠的連接型式。 ①?gòu)?qiáng)度脹接系指為保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的脹接；②貼脹系指為消除換熱管與管孔之間縫隙的輕度脹接； ③強(qiáng)度焊系指保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的焊接； ④密封焊系指保證換熱管與管板連接密封性能的焊接。 1 適用范圍： 1）設(shè)計(jì)壓力小于等于4MPa ； 2）設(shè)計(jì)溫度小于等于300℃； 3）操作中無(wú)劇烈的振動(dòng)，無(wú)過(guò)大的溫度變化及無(wú)明顯的應(yīng)力腐蝕。 2 一般要求：1）換熱管材料的硬度值一般須低于管板材料的硬度值。 2）有應(yīng)力腐蝕時(shí)，不應(yīng)采用管端局部退火的方式來(lái)降低換熱管的硬度。 3 結(jié)構(gòu)尺寸： 1）強(qiáng)度脹接的最小脹接長(zhǎng)度應(yīng)取管板的名義厚度減去 3mm 或 50mm 二者的最小值； 2）當(dāng)有要求時(shí)，管板名義厚度減去3mm與50mm之間的差值可采用貼脹或管板名義厚度減去3mm全長(zhǎng)脹接；3）結(jié)構(gòu)形式及尺寸按表45規(guī)定：表45 換熱管的結(jié)構(gòu)尺寸換熱管外徑≤1416~2530~3845~57伸出長(zhǎng)度槽深不開(kāi)槽4）復(fù)合管板與換熱管也可采用強(qiáng)度脹接，當(dāng)復(fù)層厚度大于等于8mm時(shí)，應(yīng)在復(fù)層管孔上開(kāi)槽，開(kāi)槽要求可按表46確定； 5）根據(jù)不同的脹接方法可適當(dāng)修改表46中的尺寸。表46 換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)的參數(shù)換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)形式脹接鋼管管端不卷邊管孔不開(kāi)槽2管端卷邊或管孔開(kāi)槽4有色金屬管管孔開(kāi)槽3焊接（鋼管、有色金屬） 適用范圍：可用于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計(jì)壓力，但不適用有較大振動(dòng)及有間隙腐蝕的場(chǎng)合。 1 適用范圍 ：1）密封性能要求較高的場(chǎng)合； 2）承受振動(dòng)或疲勞載荷的場(chǎng)合； 3）有間隙腐蝕的場(chǎng)合； 4）采用復(fù)合管板的場(chǎng)合 2 鋼制I 級(jí)管束和鋁、銅、欽換熱管，當(dāng)換熱管與管板采用強(qiáng)度焊或強(qiáng)度焊加貼脹，換熱管與管板的焊接接頭承受換熱管軸向載荷時(shí)，管孔直徑及偏差和橋?qū)捚羁蓞⒄仗妓劁?，低合金鋼制衛(wèi)級(jí)管束的管孔和橋?qū)挸叽缂捌钣枰赃m當(dāng)放寬。結(jié)論：選擇強(qiáng)度焊加貼脹，見(jiàn)圖417：圖417 強(qiáng)度焊加貼脹結(jié)構(gòu)形式此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于既保證了熱換管與管板的連接可靠，又減少了縫隙腐蝕，同時(shí)可減弱管子因振動(dòng)而引起的破壞。 螺旋折流板1 安裝折流擋板的目的 ：是為了加大殼程流體的速度，使湍動(dòng)程度加劇，以提高殼程對(duì)流傳熱系數(shù)。2 折流板的形式 ：常用的折流板的形式有弓形和圓盤(pán)一圓環(huán)形兩種。弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形三種，根格需要也可采用其他形式的折流板與支持板。 3弓形折流板缺口高度 ：弓形折流板缺口高度應(yīng)使流體通過(guò)缺口時(shí)與橫過(guò)管束時(shí)的流速相近。缺口大小用切去的弓形弦高占圓筒內(nèi)直徑的百分比來(lái)確定，單弓形折流板缺口弦高值，宜取0. 。 弓形析流板的缺口在管排中心線以下，或切于兩排管孔的小橋之間。 4 折流板的最小厚度應(yīng)符合表47規(guī)定。表47 折流板的最小厚度公稱(chēng)直徑DN換熱管無(wú)支撐跨距300300~600600~900900~12001200~15001500折流板管孔最小厚度40034581010400~700456101012700~90056810121616900~150068101216161500~2000—10121620202000~2600—1214182022 鋼換熱管I 級(jí)管束(適用于碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼換熱管)折流板管孔直徑及允許偏差應(yīng)符合表48規(guī)定； 表48 折流板管孔直徑及允許偏差換熱管外徑或無(wú)支撐跨距l(xiāng)d＞32或l≤900d≤32或l＞900管孔直徑d+d+允許偏差+0結(jié)論：折流板外直徑及允許