【正文】 強(qiáng)環(huán)；由JB/T47191992，表4 ，當(dāng)DN=800，PN=（單位：mm）：內(nèi)徑：=760 外徑：=764由JB/T47052002，圖1，，結(jié)構(gòu)如下：圖36 纏繞墊片（帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)）查GB1501998，表92，對(duì)于內(nèi)填石面纏繞式金屬，有：墊片系數(shù)m=3，比壓力y=69MPa.標(biāo)記：墊片 B JB/T47191992A墊片有效密封寬度：墊片外徑/內(nèi)徑/厚度，按GB1501998，表91，壓緊面形式1a，則，那么有效密封寬度B墊片壓緊力作用中心圓直徑：因 ，則取墊片接觸外徑減去2，==7922=C 墊片壓緊力① 預(yù)緊狀態(tài)需要的最小墊片壓：② 操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力：（2）螺栓計(jì)算（參見(jiàn)GB1501998，）選用等長(zhǎng)雙頭螺栓，查JB/T47002000,表2，根據(jù)螺栓材料40Cr選螺母材料為45；A螺栓載荷a. 預(yù)緊狀態(tài)需要的最小螺栓載荷： b．操作狀態(tài)需要的最小螺栓載荷： B螺栓面積a． 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小面積： ——常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力，=212Mpa；設(shè)計(jì)溫度150℃下螺栓材料的許用應(yīng)力=171Mpa，則預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小面積：， b．操作狀態(tài)下需要的最小面積：c．需要的螺栓面積：d．實(shí)際的螺栓面積： 故滿足設(shè)計(jì)要求。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(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，密封面型式為凸面。查JB/T47002000,表7，法蘭材料選用鍛件16Mn時(shí)，其在150℃，其它設(shè)計(jì)條件：計(jì)算壓力Pc=；設(shè)計(jì)溫度t=150℃；法蘭材料為鍛件16Mn常溫下法蘭材料的許用應(yīng)力設(shè)計(jì)溫度下法蘭材料的許用應(yīng)力螺栓材料為40Cr，常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力設(shè)計(jì)溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力鉤圈式浮頭換熱器的浮頭宜采用球冠形封頭。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。（1）管程壓力Pt作用下(內(nèi)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=.A球冠形封頭計(jì)算厚度（材料16MnR） = （?。? 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。 設(shè)計(jì)厚度 名義厚度圓整后可取檢查：時(shí)，、無(wú)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。 筒體的有效厚度B受內(nèi)壓浮頭法蘭厚度計(jì)算 GB1511999 表47①法蘭力矩a 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩力臂則b 操作狀態(tài)下的法蘭力矩 查JB/T472192表1浮頭法蘭的厚度，因浮頭法蘭的計(jì)算厚度尚未計(jì)算出，先取，計(jì)算出再進(jìn)行校核。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。 假設(shè)，令 而，則 那么系數(shù)A= ，查GB1501998圖65得B=145MPa；許用外壓力= 大于且接近Pc=上述名義厚度假設(shè)合適。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(shuō)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。本設(shè)計(jì)選擇B型，鉤圈為兩個(gè)半圓環(huán)結(jié)構(gòu)。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。鉤圈的材質(zhì)一般與浮動(dòng)管板相同，選用鍛件16Mn。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。圖37換熱管選用20鋼，φ25，為Ⅱ級(jí)管束。即采用普通級(jí)冷拔鋼管。查GB151—1999, ,表33，得換熱管最小伸出長(zhǎng)度=；最小坡口深度=2mm；查GB150—1998, 表43表34管板許用應(yīng)力鋼號(hào)鋼板標(biāo)準(zhǔn)壁厚mm常溫強(qiáng)度指標(biāo)設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 MPa MPa MPa20GB8136390245130查GB150—1998, 表F5 20號(hào)鋼在150℃的彈性模量為=200管子外徑d=25mm 管子壁厚= 管子根數(shù)n=366mm查GB151—1999, 在布管范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支撐的面積其中：—— 沿隔板槽一側(cè)的排管根數(shù)，參考《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1225 n=15S—— 換熱管中心距 S =32 mm；查GB151—1999, ,表12Sn —— 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距，查GB151—1999, , Sn =44mm管子金屬總截面積mm2換熱管的有效長(zhǎng)度為管端伸出長(zhǎng)度，查GB151—1999, ，表33 =管子設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量=200設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力=130 MPa管子設(shè)計(jì)溫度下屈服點(diǎn)查GB150—1998, 表F2 =210MPa管子回轉(zhuǎn)半徑mm管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度查GB151—1999, ,圖32系數(shù)當(dāng)，則換熱管穩(wěn)定許用應(yīng)力換熱管穩(wěn)定性合格。管板是管殼式換熱器的主要部件。管板的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)確保換熱器的安全運(yùn)行﹑節(jié)約金屬材料、降低制造成本是至關(guān)重要的。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。它或者與筒體直接相焊（固定管板式換熱器），或者被夾持在兩法蘭之間，起著管、殼程之間隔板和固定管板式換熱器的雙重作用。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)。 由于考慮到了裝拆、清洗要方便，查GB1511999, ,管板與殼體、管箱的連接選用a型連接方式（可拆式管板夾持型），即管板通過(guò)墊片與殼程法蘭和管箱法蘭連接；其管板與殼體、管箱的連接具體下圖所示。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(shì)的管板。查GB1511999, ，附錄J，表J2得，換熱管單位長(zhǎng)度重量m=，則總重量M=nlm=；查GB1511999, ，附錄J，表J1得，一根換熱管管壁金屬的橫截面積a= 。查GB1511999, ，表16，允許偏差為；換熱管與管板采用先焊后脹的形式。A換熱器管板設(shè)計(jì)條件殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps=； 管程設(shè)計(jì)壓力 Pt=管板設(shè)計(jì)溫度 150℃； 管程數(shù) 2 殼程腐蝕裕量=2mm； 管程腐蝕裕量=2mm 管板強(qiáng)度削弱系數(shù) 管板剛度削弱系數(shù)殼程側(cè)管板結(jié)構(gòu)槽深； 管板側(cè)隔板槽深 夾持管板得殼程法蘭和管箱法蘭采用JB/T47032002法蘭—M 長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭凹面密封； 墊片選用纏繞墊片Φ865/Φ825（帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)）按GB1501998表91壓緊面型式選用1a，則。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(kāi)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(zhǎng)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(zhǎng)度核算。管束無(wú)量綱剛度C．確定管板設(shè)計(jì)壓力由于不能保證和在任何情況下都同時(shí)作用，故D．管壁厚度的確定 無(wú)量綱壓力按；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(chǎng)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。即圓整為48mm。根據(jù)管板得到的名義厚度，重復(fù)B，C，D，使得管子有效長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)與管板厚度。則換熱管的有效長(zhǎng)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(chǎng)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。即圓整為48mm。校核合格不用再計(jì)算。按三種工況分別計(jì)算：A．殼程設(shè)計(jì)壓力與管程設(shè)計(jì)壓力同時(shí)作用有B．只有管程設(shè)計(jì)壓力 即 有C．只有殼程設(shè)計(jì)壓力 即 有換熱管選取滿足要求。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(jiàn)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）DH1060101597696696358120hRd42181626