甲醇制氢装置冷凝器(E0103)设计

1、JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计甲醇制氢装置冷凝器(E0103)设计学 院 化工与药学院 专 业 过程装备与控制工程 年级班别 学 号 学生姓名 指导教师 2015年 05 月 10 日荆楚理工学院毕业设计目 录1 概述11.1 甲醇制氢工艺简介11.2 设计参数及介质特性数据 12 换热器选型23 换热器的工艺设计23.1确定设计方案23.1.1 热负荷及冷却水用量计算23.1.2 传热平均温度差的的计算23.1.3 计算传热面积33.2 计算工艺结构尺寸33.2.1 管径和管内流速33.2.2 管程数和换热管数33.2.3 平均传热温差校正及壳

2、程数 43.2.4 换热管排列和分程方法43.2.5 壳体内径的确定43.2.6 折流板43.2.7 接管43.2.8 换热管束的分程53.3 接管位置最小尺寸53.4 接管尺寸63.4.1 管法兰的选择63.5 换热器核算73.5.1 壳程表面传热系数73.5.3 污垢热阻和管壁热阻93.5.4 传热系数93.5.5 传热面积裕度93.6 换热器内流体的流动阻力103.6.1 管程流体阻力103.6.2 壳程流体阻力104 换热器的机械设计124.1 计算筒体厚度124.1.1 筒体材料的选择124.1.2 筒体厚度124.2 计算管箱短节、封头厚度134.2.1 后管箱短节及封头厚度134

3、.2.2 前管箱短节及封头厚度154.3 壳体上开孔补强计算174.4 浮头盖184.4.1 浮头盖的设计计算184.4.2 管程压力作用下（内压）浮头盖的计算：194.4.3 壳程压力作用下（外压）浮头盖的计算194.5管板设计194.5.1 管板与壳体的连接194.5.2 管板与管箱的连接194.5.3 管板材料204.5.4 管板有关参数的确定204.5.5 管板厚度计算225 拉杆与定距管235.1 拉杆的结构形式235.2 拉杆的直径、数量及布置236 防冲板237 钩圈238 分程隔板249 法兰与垫片249.1 固定端的管箱法兰及垫片选择249.2 浮头端管箱法兰及壳体法兰及垫片

4、选择249.3 壳程、管程接管法兰型式与尺寸259.4 浮头盖法兰及垫片选择2610鞍座2610.1 支反力计算2610.2 鞍座的型号及尺寸2710.3 鞍座的布置2811换热器的制造与检验要求2811.2 管箱2911.3 换热管2911.4 管板2911.5 换热管与管板的连接2911.6 折流板29主要参考文献31 摘 要 氢气是一种重要的工业产品，而甲醇制氢相对于其他制氢工艺投入资金少、耗能低等条件，本设计是甲醇制氢装置中冷凝器的设计。 设计的第一半部分为工艺计算，根据甲醇制氢装置中转化器出来的物料物性条件作为设计条件来估算冷凝器所需要的换热面积，从而可以选择合适的换热器类型，校核传

5、热系数，然后计算实际所需要的换热面积，最后计算换热器的相关参数。设计最后进行结构和机械设计，由选定的换热器类型进行换热器内部零件的设计，包括：根据介质物性选择材料、管板厚度计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。最后设计结果可通过图纸表现出来。 关于冷凝器设计的每个个环节，本设计说明书中有详细的介绍。关键词：换热器 管板 浮头盖 浮头 法兰 AbstractHydrogen is a kind of important industrial products, hydrogen and methanol compared with other hydrogen production

6、process, less investment, low energy consumption condition of this design is the design of the condenser in methanol hydrogen production unit.Design calculation for the first half part of the process, according to the methanol converter in hydrogen production device of material property as a design

7、conditions to estimate the required condenser heat transfer area, thus can choose the appropriate type heat exchanger, heat transfer coefficient, check and calculate the heat transfer area of the actual need, the last calculating the related parameters of the heat exchanger. Design the structure and

8、 mechanical design, according to the selected type of heat exchanger heat exchanger internal components (such as to take over, baffle, tube sheet, etc.) design, including: choose according to physical properties of the medium material, the tube plate thickness calculation, calculation of floating he

9、ad cover and floating head flange thickness, opening reinforcement calculation, etc. The final design result by drawings.On the condenser design of each part, there are detailed introduction in this design specification.Keywords: heat exchanger Floating head flange of floating head heat exchanger tu

10、be plate floating head coverIV 甲醇制氢装置冷凝器设计1 概述1.1 甲醇制氢工艺简介 甲醇制氢装置设计采用甲醇裂解、吸收法脱二氧化碳和变压吸附工艺，增加吸附法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也可以得到高纯度的二氧化碳。 本工艺流程大致经过以下步骤：甲醇与水按配比进入原料液储罐，通过计量泵进入换热器（E0101）预热，然后在汽化塔（T0101）汽化，再经换热器（E0102）过热到反应温度进入转化器（R0102），转化生成的氢气、二氧化碳以及为反应的甲醇和水蒸气等首先与原料液换热冷却（E0101），然后经水冷器（E0103）冷凝分离甲醇和水，这部

11、分水和甲醇可以进入原料液储罐，水冷分离后气体进入吸收塔，经碳酸丙烯酯吸收分离二氧化碳，吸收饱和的吸收液进入解析塔降压解析后循环使用，最后进入PSA进一步分离参与的二氧化碳一氧化碳以及其他杂质得到一定纯度要求的氢气。其工艺流程图如图1.1E0103冷凝器是甲醇制氢装置的重要设备，其主要作用是通过温度相对较低的水带走温度相对较高的热流体，包括两个方面的变化：（1） CO2、CO、H2的冷却以及；（2） CH3OH、H2O的冷却和冷凝。这两个过程可以满足工艺给定指标。1.2 设计参数及介质特性数据 本设计需要冷凝的混合气有较大的温差应力存在而且操作压力较高，混合气体有轻微的腐蚀性故混合气体走壳程，冷

12、却水走管程。主要技术指标：（1） 壳程：混合气 入口：280，出口：25 (甲醇484.23 kg/h ，水408.57 kg/h ，二氧化碳645.98 kg/h，一氧化碳8.39 kg/h，氢气89.29 kg/h) 压力：1.5MPa（2） 管程：循环水 入口：20，出口：30 压力：0.5MPa1.5MPa下各组分比定压热容为：PCO2=10.47 KJ/(Kg.K) PH2=14.65 KJ/(Kg.K) PCO=4.19 KJ/(Kg.K)2换热器选型 在冷凝器中混合气体介质从280降温到25。由于传热温差较大，而浮头式换热器中浮头可拆卸，管束与壳体的受热变形互不影响，因而不会产生

13、热应力，必要时可以把管束从壳体内抽出来，因此初步选为浮头式换热器。浮头式换热器的典型结构如图2.1图2.1 浮头式换热器3 换热器的工艺设计3.1确定设计方案 在冷凝器的设计计算中，根据本设计给定的设计条件选择合适的换热器，其次计算换热的传热面积。3.1.1 热负荷及冷却水用量计算（1） CO2、CO、H2的冷却Q1=Cp m（T1-T2）=（10.47×645.98+14.65×89.29+4.19×8.39）×（280-25）=2067000KJ/h （3.1） （2） 混合气体中甲醇的量很小可忽略不计，1.5MPa下的水的冷凝热为H=2135KJ/

14、Kg，总冷凝热Q2=H×m=2135×408.57=872000KJ/h （3.2）水显热变化 Q3=Cp m（T1-T2）=4.19 × 408.57 ×（280-25）=436500KJ/h （3.3） Q=Q1+Q2+Q3=3375500KJ/h 则冷却水用量W=Q/（Cpt）=80560.86Kg/h （3.4）3.1.2 传热平均温度差的的计算 根据流动方向，分为逆流、并流、错流和折流。在逆流操作时，换热效率高，所以逆流操作在工程中经常采用，在本设计中首先按逆流计算，然后再进行校正。 先求逆流时的传热平均温度差： , ； （3.5）3.1.3计

15、算传热面积 由于热流体为气体冷凝，冷流体为冷却水，传热系数 1 则有估算的传热面积： （3.6）3.2计算工艺结构尺寸3.2.1管径和管内流速 （1）管径 近年来国内常选用的管壳式换热器系列标准换热管规格为： 、。本设计壳程气体进出口温差大、冷却水属于较清洁的流体走管程。小直径管子用于较清洁的流体。所以本设计选用规格。 （2）管内流速 管壳式换热器常用流速的范围如表3.1液体在列管由于冷却水黏度小于，最大流速为，取管内流速2。 表3.1 管壳式换热器常用流速的范围 流体的种类 一般液体 易结垢液体 气体 流速 管程 壳程 3.2.2管程数和换热管数单程传热管数：由有， 冷却水流量，则， （根）

16、 由单程管的长度，可得传热管长度为 （3.7） 采用单程管会导致设备较长不便于制造，所以采用多管程结构。现在采用标准的设计，可采用换热管长的换热管，则该换热器管程数为（管程）。传热管总根数（根）3.2.3平均传热温差校正及壳程数 按单壳程、四管程结构，由和的值，查10图得，即选用单壳程、四管程的结构形式。 实际传热平均温度差为3.2.4换热管排列和分程方法 本设计选择正三角形排列，主要是考虑提高管板的利用率。取管心距，则：，取3 分程隔板槽两侧相邻管心距为:3 通过管束中心线的管数：（根）3.2.5壳体内径的确定 多层管壳体内径的估算。利用率3，则壳体内径为： （3.8）圆整到标准值：7。3.

17、2.6折流板 本设计采用单弓形折流板，横向排列。切去的圆缺高度为 取折流板间距,则，取4 根据GB 151-1999管壳式换热器可知，换热管最大无支撑跨距为，取第一块折流板距管子左端，最后一块折流板距管子右端，则折流板数块，且折流板圆缺面水平装配。为了避免壳体的有液体残留在最低处留排出液口。 3.2.7接管（1） 壳程流体进、出口接管 根据流体温度计算，使进出口接管内径相等，接管内气体流速：4，接管内径： 取接管公称直径DN=300mm。（2）管程流体进、出口接管 根据温度计算，使进出口接管内径相等，接管内冷却水流速：4，接管内径： 取接管公称直径DN=200mm 。3.2.8 换热管束的分程

18、 在这里首先要先提到管箱。其目的是为了使流体在换热管中分布均匀以及式流体聚集起来流出换热器，另外流体起到的作用是改变流体运动方向。 本换热器选择多程隔板的安置形式的管箱便于管程的排列安装。采用平行分法是为了接管的安装，而且平行分法可以令管箱内物料填放充足。3.3 接管位置最小尺寸 壳程接管位置最小尺寸，如图3.1所示 图3.1 壳程接管位置 无补强圈， 有补强圈， 其中：壳程接管位置最小尺寸，； 接管外径，； 补强圈外圆直径，； 管板厚度，； 补强圈外边缘至管板（或法兰）与壳体连接焊缝之间的距离，取（为壳体厚度，）且。 在本设计中壳程接管有补强圈，计算可得取。 管程接管位置最小尺寸，如图3.2

19、所示 图3.2 壳程接管位置 无补强圈， （4-31） 有补强圈， （4-32） 其中：壳程接管位置最小尺寸，； 取（为管箱壳体厚度，）且。 在本设计中壳程接管有补强圈，计算可得取。 3.4接管尺寸接管尺寸 循环水 进口 循环水 出口 冷却水 进口 冷却水 出口筒体排 液口 高度/mm 150 150 150 150 75位置尺寸/mm 200200 200 200125 材料 2020 2020203.4.1管法兰的选择 （1）各接管法兰标记如下： 循环水接管： 法兰 混合气接管： 法兰 排液口接管： 法兰 （2）管法兰密封垫片和紧固件 管法兰密封垫片 按 HG/T 20592-20635

20、2009钢制管法兰、垫片和紧固件，选用石棉橡 胶板垫片，尺寸如表3.2。 各接管垫片标记如下： 循环水接管： 垫片 ； 混合气接管： 垫片 ； 排液管： 垫片 。 名称公称尺寸 连接尺寸法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓孔直径螺栓数 量（个）螺栓 冷却水接管200320 280 18 8 M16 混合气接管300440 395 22 8 M20 排液口 25115 85 14 4 M12 表3.2 垫片尺寸 公称尺寸 垫片内径 垫片外径垫片厚度包边宽度 25 34 71 1.5 3 200 230 320 1.5 3 300 282 350 1.5 33.5 换热器核算3.5.1壳程表面传热系数用克

21、恩法计算 3壳程流通截面积：当量直径： （3.9）流体横过管束时的有效截面积： 式中当量直径挡板缺口处的弓形面积减去管束所占的面积： 式中管束所占面积与等边三角形面积之比 （3.10）弓形面积，查切除高度与弓形面积关系得 ，=0.25 壳程流体流速及雷诺数为： （3.11）普朗克数为： （3.12）粘度校正为： 3.5.2 管内表面传热系数 3 管程流体流通截面积： 管程流体流速 雷诺数： （3-20） 普朗特数： （3.13） 3.5.3 污垢热阻和管壁热阻管内侧污垢热阻 ，3管外侧污垢热阻 ，3管壁热阻 经查得热导率，3则该换热管的热阻为 33.5.4 传热系数 （3.14）3.5.5传热

22、面积裕度计算传热面积 该换热器的实际传热面积为： 该换热器的面积裕度为： （3.15）传热面积裕度较小，故本冷凝器能满足换热要求。3.6 换热器内流体的流动阻力3.6.1管程流体阻力 3其中： 直管中存在摩擦阻力而产生的压力降，； 回弯管中存在摩擦阻力而产生的压力降，可由经验公式 估算； 结垢校正系数，的换热管取； 管程数，取4； 串联的壳程数，取1。 回弯阻力损失为： 管箱进出口压力损失为： 总阻力损失为： 管程流体阻力在允许范围之内。3.6.2 壳程流体阻力 3 其中，为4，1； 管束压力损失为： 其中， 流速 正三角形排列 F=0.5 缺口压力损失为： 其中， ，D=800mm，B=30

23、0mm 总阻力为： 所以壳程流体阻力在允许范围之内。冷凝器的主要计算结果以及结构参数如表：参数壳程管程流率kg/h1636.4680560.86进/出口温度/280/2520/30压力MPa1.50.5物性定性温度/152.525密度/（） 13.39997定压比热容/0.812粘度/热导率/0.6普朗特数3.23材质 Q345RQ345R设备结构参数形式浮头式换热器壳程数2壳体内径/mm800台数1管径/mm19管心距/mm25管长/mm6000管子排列正三角形管数目/根640折流板数/个19传热面积/280折流板间距/mm300管程数4主要计算结果壳程管程流速/（m/s）0.07360.9

24、1表面传热系数/1295.85104.67污垢热阻/0.0003940.0006阻力/Pa29.3441661.27热流量/W937639传热温差/62.63传热系数/70.62面积裕度/7.464 换热器的机械设计 4.1 计算筒体厚度为了满足工艺条件，选择设计温度为混合气进口温度,设计压力。4.1.1 筒体材料的选择 由于本设计壳程流动的混合气体有轻微的腐蚀性，故在此综合成本、使用条件等的考虑，根据GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板选择Q345R为壳体的材料。 4.1.2 筒体厚度（1） 确定计算参数 由前面计算可知，壳体内径，计算压力。假设厚度为，由设计温度为，知Q345R的许用

25、应力 5焊接方式：选为双面焊对接接头，局部无损探伤，故焊接系数； 规定可知对Q345R钢板其厚度负偏差10，取腐蚀裕量10。（2） 确定筒体厚度 当3时，可用 计算。 则筒体计算厚度 （4.1）设计厚度为： 筒体名义厚度。 （3） 校核水压试验压力 5，采用液压试验，试验应力现校核试验压力，筒体试验压力 (4.2) 而，所以水压试验压力校核合格。（4） 最大允许工作压力及应力计算 最大允许工作压力 （4.3）设计温度下计算的应力 （4.4） ，筒体名义厚度合格。查GB151-1999钢制压力容器知所得筒体厚度满足工艺生产要求。4.2 计算管箱短节、封头厚度4.2.1 后管箱短节及封头厚度（1）

26、 确定计算参数 管箱与壳体材料相同，为Q345R。由前面计算可知，有浮头盖的设计计算可得后管箱短节内径，计算压力，设计温度为。 焊接方式：选为双面焊对接接头，局部无损探伤，故焊接系数； 规定可知对Q345R钢板其厚度负偏差3 腐蚀裕量3 （2）确定管箱短节厚度当时，可用 计算。 ，则筒体计算厚度 （4.5）筒体名义厚度。则管箱短节有效厚度最大允许工作压力 （4.6）设计温度下计算的应力 （4.7） ，管箱短节名义厚度合格。（3） 封头厚度的计算 在本设计中选用标准椭圆形封头，其形状系数,材料与管箱短节相同。故封头计算厚度 （4.8）封头名义厚度，为了利于焊接与选材，当制造用材相差无几时，可取封

27、头与管箱短节壁厚相同。现进行稳定性校核，封头有效厚度 ，符合。最大允许工作压力 ，合格（4）校核水压试验压力 5 采用液压试验，试验应力 现校核试验压力，筒体 试验压力， 而，所以水压试验压力校核合格。可得封头的型号参数如下： DN900标准椭圆形封头参数4.2.2 前管箱短节及封头厚度（1）确定计算参数 取前管箱与壳体内径相等，计算压力。 焊接方式：选为双面焊对接接头，局部无损探伤，故焊接系数； 规定可知对Q345R钢板其厚度负偏差10，取腐蚀裕量3（2）确定管箱短节厚度 由GB 150-2011压力容器标准中，当时，可用 计算。 ，则筒体计算厚度 筒体名义厚度。则管箱短节有效厚度最大允许工

28、作压力 设计温度下计算的应力 ，管箱短节名义厚度合格。（4） 封头厚度的计算 在本设计中选用标准椭圆形封头，其形状系数,材料与管箱短节相同。故封头计算厚度 （4.9）封头名义厚度，为了利于焊接与选材，当制造用材相差无几时，可取封头与管箱短节壁厚相同。现进行稳定性校核，封头有效厚度 ，符合。最大允许工作压力 ，合格（4）校核水压试验压力 5 采用液压试验，试验应力 现校核试验压力，筒体 试验压力， 而，所以水压试验压力校核合格。可得封头的型号参数如下： DN800标准椭圆形封头参数DN(mm)总深度H(mm)内表面积A()容积(m3) 封头质量（）8002250.75660.079647.14.

29、3 壳体上开孔补强计算 （1）补强及补强方法判别：补强判别：根据GB150-2011压力容器，允许不另行补强的最大接管外径是，本换热器开孔外径为300mm，因此需要另行考虑其补强。 （2）开孔所需补强面积计算： 强度削弱系数： fr=0.7945 接管有效厚度： 开孔所需补强面积按下式计算：（3）有效补强范围有效宽度B： 有效高度：（a）外侧有效高度为： （b）内侧有效高度为： （4）有效补强面积壳体多余金属面积： 壳体有效厚度： 则多余的金属面积为： 接管多余金属面积： 接管计算厚度： 接管多余金属面积： 接管区焊缝面积（焊脚取为6mm）： 有效补强面积： （5）另需补强面积 （6）拟采用补

30、强圈补强 由接管公称直径，补强圈的外径8，内径8补强圈的厚度为： 因为钢板负偏差故圆整，取壳体和管箱上补强圈的名义厚度为6mm，4.4 浮头盖 本浮头式换热器浮头端采用B型钩圈式浮头，而浮头盖使用了球冠形封头。4.4.1浮头盖的设计计算 球冠形封头、浮头法兰应分别在管程压力作用下和壳程压力作用下进行设计计算，选择其计算数据大的为计算厚度。4.4.2管程压力作用下（内压）浮头盖的计算： 球冠形封头计算厚度按下式计算： （4.10）为方便选材，故可将浮头盖的材料选Q345R，设计温度下=158.6Mpa，选择为粘接，100%无损探伤，故，则 。 因为计算厚度太小，为了安装方便取其厚度为。4.4.3

31、 壳程压力作用下（外压）浮头盖的计算 将球冠形封头当作球壳进行计算，具体过程如下：假设，腐蚀裕量，则： ； ， 故；所以；查GB150可知，此时许用外压力为： ， 满足稳定要求，故合适。综合在内压作用和外压作用下所能满足要求的厚度，取浮头盖的厚度为。4.5管板设计管板是管壳式换热器最重要的零部件之一。4.5.1 管板与壳体的连接 由于浮头式换热器要求管束能够从壳体中抽出进行清洗和维修，采用可拆式连接方式。4.5.2 管板与管箱的连接 如图4.1所示为三种最常见的固定管板换热器的管板与管箱法兰连接形式。在本设计中，选用图的连接方式，法兰的密封面采用凹凸面密封，法兰形式为长颈法兰。 图4.1 管板

32、与管箱的连接方式4.5.3 管板材料在本设计中根据流体性质，考虑轻微腐蚀，选用Q245R。设计温度下的许用应力，换热管采用10号碳素钢设计温度下的许用应力。 假设管板计算厚度。 4.5.4 管板有关参数的确定（1）计算壳程圆筒内直径横截面积 （2）圆筒壳壁金属的横截面积 （3） 一根换热管管壁金属的横截面积 由前面可知换热管总数根， （4）两管板间换热管有效长度 （5）管束模数管子材料的弹性模量5， 则 （4.11） （6） 管子回转半径 （7）管子稳定许用压应力管子受压失稳当量长度为： 6。查得管子材料屈服应力5，比值，系数为 由,由公式得为 （8）管板开孔后面积 （9）管板布管区面积 隔板

33、槽面积 其中：沿隔板槽一侧的排管根数，取30； 隔板槽两侧相邻管中心距，由表4-1取。 表4-1 隔板槽两侧相邻管中心距 则 管板布管区面积 （10）管板布管区的当量直径 系数为 4.5.5 管板厚度计算符号说明： 管板的支撑系数，取1/20 t 管板计算厚度，mm； 密封垫的中径,850 mm； p 设计压力,1.6 MPa； A 管板钻孔孔心距，25 mm； 设计温度下材料的许用抗弯强度, 4 M Pa5； d 管外径, 32 mm；计算过程： （4-31） （4-32） 5 拉杆与定距管5.1拉杆的结构形式 常用拉杆的形式有两种：拉杆定距管结构；拉杆与折流板点焊结构。 当管板比较薄时，也

34、可采用其他的连接结构。由于此时换热管的外径为19mm，因此选用拉杆定距管结构。5.2 拉杆的直径、数量及布置其具体尺寸如下所示 拉杆的参数其中拉杆的长度L按需要确定。拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。6 防冲板 防冲板是在换热器中为了防止流体直接冲刷管子而引起管子振动失稳和腐蚀而设置的。因为混合气体具有轻微腐蚀性，故需要设置防冲挡板。 7 钩圈钩圈的型式查GB151可知选为B型钩圈，其图示如下：而其设计厚度可按下式计算： 其中：钩圈设计厚度，mm； 浮动管板厚度，mm； 则8分程隔板由于是多管程换热器，故此处需要用到分程隔板。查GB151-1999可知：分程隔板槽槽深，槽宽为12mm，且分程隔

35、板的最小厚度为8mm，材料为Q245R。9 法兰与垫片换热器中的法兰包括管箱法兰、壳体法兰、浮头盖法兰以及接管法兰。垫片则包括了管箱垫片和接管垫片、浮头盖垫片。9.1固定端的管箱法兰及垫片选择 管箱法兰属于压力容器法兰。 在本设计中，设计压力，公称直径，按照JB/T 4700-4707压力容器法兰选取长颈对焊法兰，密封面型式为凹面密封面，材料为16Mn。 参数如表4-2： 标记：法兰 表4-2 长颈对焊法兰相关参数公称直径 连接尺寸， 800 915 880 850 840 837 17 14 18公称直径 高颈尺寸， 法兰盘厚度质量 螺柱 36 102.7规格数量 800115 3516 2

36、6 12 M16 36根据壳程操作条件，选缠绕式垫片： 9.2浮头端管箱法兰及壳体法兰及垫片选择（1）材料为锻件20MnMo，凹密封面。 管箱法兰尺寸（mm）工称通径DN连接尺寸法兰厚度C法兰颈法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量N螺纹ThNR8009158403636M33*268840122240（2） 垫片选择 根据壳程操作条件，选缠绕式垫片： 9.3 壳程、管程接管法兰型式与尺寸 带颈对焊钢制管法兰公称通径DN钢管外径（法兰焊端外径）A1连接尺寸法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰理论重量（）法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径螺栓孔数量n螺纹ThHAB200218.3219

37、340295228M20242346.31686210.5300323.93254454002212M20263427.116127815根据壳程操作条件，选缠绕式垫片： 9.4 浮头盖法兰及垫片选择 在本设计中，设计压力，公称直径，按照JB/T 4700-4707压力容器法兰选取长颈对焊法兰，密封面型式为凹面密封面，材料为16Mn。 参数如表4-3： 标记：法兰 表4-3 长颈对焊法兰相关参公称直径 连接尺寸， 900 1060 1015 976 966 936 21 18 27公称直径 高颈尺寸， 法兰盘厚度质量 螺柱 52 120.1规格数量 9001153516 26 12 M27 3

38、210鞍座10.1 支反力计算（1）管板的质量按相同体积的圆平板计算，且取固定管板和浮动管板的体积相同。 式中： t-管板厚度，cm - Q345R的密度 ，（2）圆筒的质量 式中：是指换热器中相当于圆筒的部分的总长度，包括了壳体的有效长度与前后端管箱的短节部分； 是指材料的密度，由于壳体与管箱的材料均选用Q345R，故。 III封头的质量是两个封头质量相加：； IV附件（如接管、法兰、浮头盖等）质量取为全部质量的20%： V圆筒的体积：； 封头的体积：； 故总体积为：； 水压试验时充液重量：； 水压试验时总质量： 水压试验时支座反力：10.2 鞍座的型号及尺寸根据支反力查JB/T4712-9

39、2选择鞍座的型号为：DN800、120°包角重型带垫板鞍式支座,材料选用Q235-C。 鞍座尺寸公称直径允许载荷（）鞍座高度h底板腹板筋板垫板螺栓间距l2鞍座质量（kg）增加mm高度增加的质量（kg）l1b1l3b3弧长b4e800220200720150101040012010940260665530438 10.3鞍座的布置（1） 原则 当时，取； 当时，取； 尽量使和相近。如图10.1所示，为鞍座安装位置。 图10.1 鞍座安装位置（2）布置 选用两个鞍式支座，固定式和滑动式支座各一个。标记分别为： 固定式： ，支座 滑动式： ，支座 固定式支座安装在靠近冷却水进出口，两支座距

40、离，支座螺栓孔中心距管板密封面。11换热器的制造与检验要求11.1 圆筒（1）圆筒内直径允许偏差 用板材卷制时，内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许偏差为；下偏差为零。 用钢管作圆筒时，其尺寸允许偏差应符合GB/T 8163和GB/T 14976的规定。（2）圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为， 且：当时，其值不大于； 当时，其值不大于； 在本设计中其值不大于。（3）圆筒直线度允许偏差为（为圆筒总长）， 且：当时，其值不大于； 当当时，其值不大于。 在本设计中其值不大于。（4）直线度检查，应通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周四个部位测量。（5）壳体内壁凡有碍管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母