反应器R0201校核源文件R0201计算说明书

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011列管式固定床设备计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所 壳程设计压力 0.80 MPa管程设计压力 1.20 MPa壳程设计温度 240.00 管程设计温度 240.00 壳程试验压力 1.00 MPa管程试验压力 1.60 MPa筒体公称直径2800.00mm筒浮头式换热器筒体最小壁厚-1.00mm筒体名义厚度24.00mm校核 合格筒体法兰厚度120.00mm体校核 合格筒体后端法兰厚度mm校核 前端管箱筒体名义厚度24.00mm前校核 合格 端前端管箱封头名义厚度22.00mm管校核 合格箱前端管箱法兰厚度mm校核 后端管箱筒体名义厚度24.00mm后校核 合格端后端管箱封头名义厚度16.00mm管校核 合格箱后端管箱法兰厚度mm校核 带法兰凸形封头名义厚度mm浮校核 头法兰设计厚度mm盖校核 钩圈计算厚度mm校核 管管板名义厚度80.00mm板校核 合格分程隔板名义厚度 mm校核 筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.80MPa设计温度 t 240.00 C内径 Di 2800.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 159.60MPa试验温度下屈服点 ReL 325.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 8.28mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 21.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 13371.27Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 76.49 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 2.08656MPa设计温度下计算应力 st = = 52.01MPastf 135.66MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 1.20MPa设计温度 t 240.00 C内径 Di 2800.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 101.60MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 19.59mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 21.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 167.14Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.6000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 122.38 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 1.32829MPa设计温度下计算应力 st = = 78.02MPastf 86.36MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱封头计算结果计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 1.23MPa设计温度 t 240.00 C内径 Di 2800.00mm曲面深度 hi 740.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 101.60MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 1.6000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 124.86MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9299计算厚度 dh = = 18.61mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 19.70mm最小厚度 dmin = 4.20mm名义厚度 dnh = 22.00mm结论 满足最小厚度要求重量 1563.23 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.30193MPa结论 合格后端管箱筒体计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.80MPa设计温度 t 240.00 C内径 Di 2800.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 101.60MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 13.03mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 21.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 250.71Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 76.49 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 1.32829MPa设计温度下计算应力 st = = 52.01MPastf 86.36MPa校核条件stf st结论 合格后端管箱封头计算结果计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.83MPa设计温度 t 240.00 C内径 Di 2800.00mm曲面深度 hi 740.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 101.60MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 112.09MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9299计算厚度 dh = = 12.54mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 13.70mm最小厚度 dmin = 4.20mm名义厚度 dnh = 16.00mm结论 满足最小厚度要求重量 1131.13 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.90644MPa结论 合格筒体法兰计算结果计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p1.200MPa计算压力 pc1.484MPa设计温度 t240.0 C轴向外载荷 F50.0N外力矩 M1.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力 101.6MPa法材料名称Q345R许用sf178.0MPa兰应力stf135.8MPa螺栓材料名称Q345许用sb173.0MPa应力stb145.2MPa公称直径 d B20.0mm螺栓根径 d 117.3mm数量 n20个材料名称不锈钢Di500.0Do640.0垫结构尺寸Db500.0D外20.0D内10.0012.0 mmLe70.0LA-22.0h25.0122.0N(mm)5.0m3.75y(MPa)52.4压紧面形状1c,1db2.25DG15.0垫片厚度 (mm)2.0分程隔板垫片面积(mm2)片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 5555.9N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1442.8 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 32.1mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 4698.0mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 291323.6NLD= L A+ 0.51 = -11.0mmMD= FD LD = -3204559.5N.mm作FG = Fp = 1179.9NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 242.5mmMG= FG LG = 286116.2N.mmMpFT = F-FD = -291061.4NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 121.2mmMT= FT LT = -35291196.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 38209640.0N.mm预紧 MaW = 409152.6NLG = 242.5mmMa=W LG = 99219496.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 75696672.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 78.5mm最小间距 46.0 (查GB/T 150.3-2011表7-3)mm最大间距 209.4mm 形 状 常 数 确 定77.46h/ho = 0.3 K = Do/DI = 1.280 1.8由K查表7-9得T=1.806Z =4.133Y =8.005U=8.797整体法兰查图7-3和图7-4FI=0.86741VI=0.309280.01120松式法兰查图7-5和图7-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图7-7由 d1/do 得f = 1.64226整体法兰 = 317255.3松式法兰 = 0.05.4=f e+1 =2.34g = y/T = 1.302.79 = 6.74剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 0.00MPa操作状态 0.00MPa输入法兰厚度f = 120.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 76.16MPa =203.7 或 =254.0( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 4.35MPa = 135.8校核合格切向应力 66.18MPa = 135.8校核合格综合应力 = 71.17MPa = 135.8校核合格刚度系数 0.287 校核合格法兰校核结果校核合格浮头式换热器管板计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件壳程设计压力 Ps0.80MPa管程设计压力 Pt1.20MPa壳程设计温度 ts240.00C管程设计温度 tt240.00C换热器公称直径 Di2800.00mm壳程腐蚀裕量 Cs2.00mm管程腐蚀裕量 Ct2.00mm换热管使用场合严格场合换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接)焊接初始数据管板材料(名称及类型)Q345R板材输入管板名义厚度 dn80.00mm管板强度削弱系数 m0.40管板刚度削弱系数 h0.40管板分程处面积 Ad1500.00mm2换热管与管板胀接长度或焊脚高度 l5.00mm内孔焊焊接接头系数设计温度下管板材料弹性模量 Ep188600.00MPa设计温度下管板材料许用应力 139.60MPa许用拉脱力 q50.80mm壳程侧结构槽深 h14.00mm管程侧隔板槽深 h24.00mm换热管材料名称S31603换热管外径 d57.00mm换热管壁厚 dt3.50mm换热管根数 n1360根换热管中心距 S69.00mm换热管长 Lt8000.00mm换热管受压失稳当量长度 lcr10.00mm设计温度下换热管材料弹性模量 Et179800.00MPa设计温度下换热管材料屈服点112.80MPa设计温度下换热管材料许用应力 101.60MPa垫片垫片外径 Do20.00mm垫片内径 Di10.00mm垫片厚度 dg2.00mm垫片接触面宽度 w4.00mm垫片压紧力作用中心圆直径 DG12.50mm垫片材料金属垫片压紧面形式1c或1d系数计算管 区单管程三角形排列= 0.866= 板 面正方形排列= 5608815.50 mm2布 积多管程三角形排列=管 正方形排列= = 管板开孔后面积 2138415.75mm2一根换热管管壁金属横截面积588.26mm2管板布管区当量直径 = 2672.33mm换热管有效长度L = Lt-2dn-2l2 = 7837.00mm管束模数 = 6868.49管束无量纲刚度 = 0.0910无量纲压力只有壳程设计压力,管程设计压力=0: 0.0096只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 0.0143壳程设计压力和管程设计压力同时作用: 0.0048系数= 213.7864系数按和查图得:= 0.1807 系数( 按和查图得 )只有壳程设计压力,管程设 计压力=0: 只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 壳程设计压力,管程设计压 力同时作用: 系数 0.3741系数 177.38换热管回转半径 18.96mm 换热管稳定许用压应力 时,取当时75.09MPa当时最小管板厚度计算确定管板设计压力异号1.20MPa 同号=管板最小厚度计算计算厚度=57.81mm设计厚度67.00mm管板厚度校核 合格 换热管轴向应力计算及校核 : MPa (单位)计算工况计算公式计算结果许用值只有壳程设计压力,管程设 计压力=0: 时(焊接或胀接)（内孔焊）只有管程设计压力,壳程设计压力=0: 壳程设计压力,管程设计压 力同时作用:换热管与管板连接拉脱力计算及校核 拉脱力 q0.00MPa校核 合格管板重量 1687.52 Kg结论 合格注：带号的材料数据是设计者给定的。直管换热管内压计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件换热管简图计算压力 Pc 1.20MPa设计温度 t 240.00 C外径 Do 57.00mm材料 S31603 ( 管材 )试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 101.60MPa负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.33mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 3.50mm名义厚度 dn = 3.50mm重量 36.94Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 13.29346MPa设计温度下计算应力 st = = 9.17MPastf 101.60MPa校核条件stf st结论 直管换热管内压计算合格直管换热管外压计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.80MPa设计温度 t 240.00 C外径 D0 57.00mm材料名称 S