(看强度)固定管板式换热器设计说明书

1、摘要固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点 ,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。本次设计的题目是乙二醇塔底进料换热器的设计，课题预期达到的目标为：换热器面积的计算 （实际换热面积： 92.6mm 2 ） ， 管程壳程压力降的计算 （小于等于 0.4MPa ） ，工艺结构尺寸的计算：管程数（ 1 管程） ，换热管的确定（内径： 19mm 数量： 500 根） ，壳体内径（ 600mm ）

2、，壳程数（ 1 壳程）的计算，折流板的选型（形式：弓形折流板，数量： 13 ）等。换热器的强度计算：对筒体、管箱厚度的计算和校核，对壳体及管箱各处开孔补强，对延长部分兼做法兰的计算及强度核算。经水压试验、压力校核后显示结果全部合格。换热器的结构设计：折流板、法兰（甲型平焊法兰） 、换热管、支座（鞍式支座） 、垫片（石棉橡胶板垫片）的规格及选型。完善设计图纸及设计说明书。关键词：换热器；工艺；结构；强度AbstractFixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchange

3、r and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability, and low cost of the production, wide choice of usedmaterials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate he

4、at exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:The craft design

5、 of heat exchanger:the heat transfer area computation(actual heat transfer area:322.2mm 2);tube side pressure drop computation(<0.4MPa);the craft structure size computation:number of tubepasses(2 tube passes),the number of heat exchange tube(inside diameter:19mm,number:900),the inside diameter of

6、 shell(1000mm), number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etcThe strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the inten

7、sity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualifiedThe structural design of the heat exchanger:The specification

8、 and lectotype of baffle plate 、 flange(type A manhole weded flange) 、 heat exchange tube 、 suppot(saddle support) 、 gasket(paronite gasket)Consummates the design paper and the design instruction bookletKeywords: heat exchanger; craft;structure; intensity摘 要 IAbstract I.I第 1章引言 11.1 换热器的用途 11.2 换热器的

9、分类 11.3 换热器的发展趋势 1第2章固定管板式换热器的工艺计算 32.1 估算换热面积 32.1.1 选择换热器的类型 32.1.2 流程安排 32.1.3 确定物性数据 32.1.4 估算传热面积 42.2 工艺结构尺寸 52.2.1 管径和管内流速 52.2.2 管程数和传热管数 52.2.4 传热管排列和分程方法 72.2.5 壳体内径 72.2.6 折流板 82.2.7 其他附件 92.2.8 接管 92.3 换热器核算1.02.3.1 热流量核算1.02.3.2 壁温核算 1.42.3.3 换热器内流体的流动阻力 1.5.2.4 换热器的主要结构尺寸和计算结果1.8.第 3 章

10、 强度计算 2.03.1 筒体壁厚计算2.03.2 管箱短节、封头厚度的计算2.1.3.2.1 管箱短节厚度的计算2.13.2.2 封头厚度的计算2.23.3 管箱短节开孔补强的校核2.33.4 壳体接管开孔补强校核2.4 3.5 管板设计及校核2.53.5.1 管板计算的有关参数的确定 2.5.3.5.2 计算法兰力矩2.93.5.3 管板的计算的相关参数3.0.3.5.4 确定 和G2 错.iH!未定义书签。3.5.5 对于其延长部分兼作法兰的管板计算3.1.3.5.6 设计条件不同的组合工况3.2.第4 章 结构设计 3.94.1 折流挡板 3.94.2 法兰 3.94.3 换热管 4.

11、04.4 支座 4.04.5 压力容器选材原则 4.14.6 垫片 4.2第 5 章 结论 4.3参 考 文 献 4.4致 谢 4.6第 1 章 引言1.1 换热器的用途换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备， 又称热交换器。 换热器的应用广泛， 日常生活中取暖用的暖气散热片、 汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等， 都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门 1 。 它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度， 同时也是提高能源利用率的主要设备之一2 。 换热器在节能技术改革中具有的作用表现在两个方面： 一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器的效率显然可

12、以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著提高设备的热效率3 。1.2 换热器的分类换热器的种类划分方法很多，方法也各不相同。按其用途： 可将换热器分为加热器、 冷却器、 冷凝器、 蒸发器、 再沸器 45 。按其传热方式和作用原理： 可分为混合式换热器、 蓄热式换热器、 间壁式换热器等。 其中间壁式换热器为工业应用最为广泛的一种换热器。 它按传热面形状可分为管式换热器、 板面式换热器、 扩展表面换热器等。 这其中又以管壳式换热器应用最为广泛， 它通过换热管的管壁进行传热。 具有结构简单牢固、 制造简便、使用材料范围广、可靠程度高等优点，是目前应用最为广泛的一种换热器5 。管壳

13、式换热器的形式： 管壳式换热器根据其结构的不同， 可以分为固定管板式换热器、 浮头式换热器、 U 形管式换热器、 填料函式换热器、 釜式重沸器等68 。1.3 换热器的发展趋势二十世纪 20 年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。 30 年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器912 。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。 30 年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意13 。 60 年代左右，由于

14、空间技术和尖端科学的迅速发展， 迫切需要各种高效能紧凑型的换热器， 再加上冲压、 钎焊和密封等技术的发展， 换热器制造工艺得到进一步完善， 从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自 60 年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。 70 年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器14 。当前换热器发展的基本趋势是：继续提高设备的传热效率，促进设备结构的紧凑性， 加强生产制造成本的标准系列化， 并在广泛的范围内继续向大型化发展，并CDF （ Comptational FluidDynamics）模型化

15、技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成一个高技术体系1516。板翅式换热器（冷箱）主要用于乙烯裂解，空气分离和天然气液化等。我国杭州制氧机集团 （杭氧）在引进美国 S-W 公司技术和关键加工设备大型真空钎焊炉基础上， 生产制造出的乙烯冷箱， 设计水平和制造能力已基本达到国际先进水平，并在燕山，扬子，上海，天津，广州及齐鲁等乙烯改造项目中得到应用。板翅式换热器流道多达15股，单体外形尺寸达6m X1.1 X1.154m,最高设计压力达5.12Mpa 。 管壳式换热器具有结构坚固、弹性大和使用范围广等独特优点， 一直被广泛应用。 尤其在高温高压和大型化的场合下， 以及制造工艺上的进一步自动化和机

16、械化， 管壳式换热器今后将在广泛的领域内得到继续发展17第2章固定管板式换热器的工艺计算2.1 估算换热面积2.1.1 选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度170 C,出口温度140 C；冷流体进口温度70 C,出口温度90 C,因此初步确定选用固定管板式换热器。2.1.2 流程安排从两物流的操作压力来看，应使温度低的走管程，温度高的走壳程。2.1.3 确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低粘度流体，具定性温度可取流体进出口温度的平均值。170 140故壳程流体的定性温度为：155(C)T70 9080(C)管程流体的定性温度为：t根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物

17、性数据N2在155 C下的有关物性数据如下：密度1=1.38kg/ m3定压比热容cp1=1.038kJ/kg C热导率=0.0545W/m C粘度=2.3 x103PasN2在80 c下的物性数据：密度=1.14kg/ m3定压比热容Cp2=1.038kJ/kg C热导率=0.051W/mC粘度=2.1X10 3 Pa s2.1.4 估算传热面积1 .热流量：QNCpZ(2-1)3347600/3600(kw)2 .平均传热温差:tm(2-2)(140-90)(170 70) (140 90),(170-70)ln24.66(K)3 .传热面积：故可以选取较大的 K值。假设K=20W/ (n

18、f.K)则由于壳程的压力较高, 估算的面积为：Ap生 30067403 .sm2)K tm(2-3)2.2工艺结构尺寸2.2.1管径和管内流速换热管的规格包括管径和管长，换热管直径越小，换热器单位体积的换热面 积越大。因此，对于洁净的流体管径可取小些，但对于不洁净或易结垢的流体， 管径应取得大些，以免堵塞。本设计选用25 X2较高级冷拔传热管(碳钢)，取管内流速 Ui=10.8m/s2.2.2管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数19:41.38/86.9,20.785 0.0152 10.8di Ui4224.5(根)(2-4)按单程管计算，所需的传热管长度为:106.1d。3

19、.14 0.019 2502.7(m)(2按单程管设计传热管过长，宜采用多管程结构-5)我国生产的钢管系列标准中管长有 1.5m,2m,3m,4.5m,6m 和9m,根据选定的管径和流速，现取传热管长l 3m o则该换热器的管程数为：L 2 7 一Np 丁 -31(管程)(2-6)传热管总根数：Nt 224.5 2 449根)平均温差校正系数:Lt2t2 ti170 14090 701.5p12 t1Titi90 70170 700.2按单壳程，两管程结构，查得：t 0.99(2-7)平均传热温差：tm t tm逆=0.99 24.66 24.4 (C)由于平均温差校正系数大于0.8,同时壳程

20、流体流量较大，故取单壳程合适。2.2.4 传热管排列和分程方法管子的排列方式有等边三角形，正方形，转角正方形三种。与正方形相比， 等边三角形排列比较仅凑，管外流体湍动程度高，表面传热系数大。正方形排列 虽然比较松散，传热效果也较差，但管外清洗比较方便，对易结垢流体更为适用。 若将正方形排列的管束斜转45。安装，可在一定程度上提高对流传热系数120图2-1换热管排列方式综合本设计结构和工艺结构考虑采用正三角形排列方法。取管心距t 1.25d0 (焊接时)，则t 25(mm(2-8)隔板中心到力气最近一排管中心距离：25,、S 6 18.5(mm)(2-9)22.2.5 壳体内径采用多管程结构，取

21、管板利用率0.7,则壳体内径为:D 1.05t N/1.05 25.250/0.7 6666 mm(2-10 )按卷制壳体的进级档，可取 D 6666 mm。2.2.6 折流板安装折流挡板的目的是为了提高管外对流传热系数，为取得良好效果，挡板的形状和间距必须适当，本设计采用弓形折流板，弓形缺口太大或太小都会产生 死区，太大不利于传热，太小又增加流体阻力12。取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 25%,则切去的圆缺高度为：h 0.25 6666 1665 (mm )故可取 h=1665 (mm )取折流板间距B= 0.3D ,则：B 0.3 6666 2000 (mm )故可取B=200 (mm

22、)折流板数N b :(2-11 )nb传热管长-1=4000-1=2 (块)B折流板间距200016,拉杆数量4根。2.2.7其他附件根据本换热器壳体的内径，故按标准取拉杆直径为壳程入口处应设防冲挡板190如下表所得：表2-1拉杆直径表换热管外径d拉杆直径dn10<d<141014 <d 251225 <d <57162.2.8接管壳程流体进出口接管：取接管内N2流速为U1 20m/s,则接管内径为：D1 4V 4 347600/(3600 86.9) 355.6(mm) Ui3.14 20(2-12 )圆整后可取内径为360mm 。管程流体进出口接管：取接管内液

23、体流速 U2 10.8m/s,则接管内径为:D24 148971/(3600 86.9):3.14 10.8406.4(mm)(2-13 )圆整后取管内径为410mm2.3换热器核算2.3.1 热流量核算(1)壳程表面传热系数1819 用克恩法计算，当量直径:壳程流通截面积:0.017( m)(2-15)(2-14 )S0d0192BD(1 ) 0.3 0.6 0.6 (1) 0.025(m )t25(2-16壳体流体流速及雷诺数分别为:U0V0347600/(3600 168.37)S00.034)16.87( m/s)(2-17 )Re0deU00.017 16.87 168.3730.2

24、 10241434(2-18 )普朗特数:Prcp0 0卜038 炉 0.2 103 40.051粘度校正:则:(2-19 )0.36 R255P萼(一 )0.14dew0.0510 550.36 2414340.0171/3_ _2_41565W/(m2 K)(2)管内表面传热系数:0.023 Re0.8 Pr0.4 di管程流体流通截面积:7di2Nt0.785 0.01525002、0.044(m )2(2-20 )(2-21 )管程流体流速:Ui148971/(36000.04486.9)1 10.8(m/s)普朗特数:Reidiui0.015 10.8 86.9 一3612070.2

25、3 10PrCp331.038 10 0.23 10- -4.420.0540.0230.626080461207 . 4.42 .7637W /(m0.015(2-22 )k)(3)污垢热阻和管壁热阻管外侧污垢热阻：Ro 0.000176 (m2 K)/W管内侧污垢热阻：R 0.0002 (m2 K)/W碳钢在该条件下的热导率为50 W/ m C管壁热阻为：Rw 0002 0.00004 (m2 K)/W50(4)传热系数d°d° Rw didmR01)0(2-23 )190.0002 197637 15150.00004 1910.000176 171565783W/(

26、m2K)(5)传热面积裕度计算的传热面积为:3006740783 24.66-一 278.6(m )(2-24 )该换热器的实际传热面积为：(2-25 )2Apd0lNT 3.14 0.019 6 500 92.6(m2)该换热器的面积裕度为:HAPA 92.6 78.6Ac78.617.9()(2-26 )传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务2.3.2 壁温核算由于换热管内侧污垢热阻较大，会使传热管内侧污垢热阻较大，会使传热管 壁温升高，减低了传热管和壳体的壁温之差。但在操作初期，污垢热阻较小， 壳 体和传热管间壁温差可能较大。 计算中应按最不利的操作条件考虑，因此，取两 侧污垢热阻为

27、零计算传热管壁温19otwm / c tm / h 1/ c 1/ h(2-27 )式中液体的平均温度tm和Tm为:tmt1t22马080 (C) 2(2-28 )Tm 2 155(C)(2-29)22c i 7637 W/(m2 K)1565 W/(m2 K)传热管平均壁温:t 155/7637 80/156592 7 1/ 7637 1/1565壳体壁温可近似取为壳程流体的平均温度，即 T 155 C 壳体壁温和传热管壁温之差为：t 155 92.7 62.3由于换热器壳程流体的温差不大, 热器较为适宜。壳程压力不高，因此，选用固定管板式换(2-31 )2.3.3换热器内流体的流动阻力(1

28、)管程流体阻力(2-30 )Pt ( RP2)NsNpFtNs =1,Np 2Ft1.5Piidi 4Re 61207专热管对粗糙度一 d0.2200.01,查图得i 0.04流速u10.8m/s ,86.9kg/m3Pi0.040.015_ 210.886.9281088.1 (Pa)P223-u-_286.9 10.8215204.02Pa )(2-32 )Pt(81088.115204.02) 12 1.5 288876 (Pa)管程流体阻力在允许范围之内(2)壳程阻力叫Ps( P1P2)FsN(2-33 )Ns 1,Fs1.15.2P1Ff0NC(NB 1)(2-34 )F 0.5f0

29、 5.0Re 0.228 5 241434 0.228 0.296NC 1.1NT0.51.1 5000.5 24.5(2-35 )P0Nb 19U0 0.54 m/s0.5 0.296 24.5 (19 1)_2168.37 0.47821392.3 (Pa)流体流过折流板缺口的阻力:PiNb(3.5等4(2-36 )B 0.3 m,D 1 m_ 2P21321.7 (Pa)2 0.2、 168.37 0.5419 (3.5 )0.62总阻力:(1392.3 1321.7) 1 1.15 3121 (Pa)由于该换热器壳程流体的操作压力较高，所以壳程流体的阻力也比较适宜2.4换热器的主要结构

30、尺寸和计算结果表2-2物性参数表参数壳程流率/ (Kg/h )148971347600进/出温度/C70/90170/140压力/MPa0.0450.009定性温度/C80155密度/ (Kg/m 3)1.381.14定压比热容/KJ/(Kg.K)1.0381.038粘度/cp0.2110.23热导率/W/(m. C)0.0510.054普朗特数4.424设备结构参数：壳体内径/mm : 800 , 管径/mm : ?25X2, 管心距/mm : 25,折流板数/个：2 ,壳程数：1 ,材质：碳钢，管数目/根：449 ,OWW 褶：176 ,折流板间距/mm : 2000,管程数：1表2-3计

31、算结果表主要计算结果壳程流速/ (m/s )10.820表面传热系数/W/（ m2；C）76371565污垢热阻 / ( m2.h. C/Kcal )0.00020.000176阻力/MPa0.02880.025传热温差/K62.3面积裕度%17.9第3章强度计算3.1筒体壁厚计算由工艺设计给定的设计温度155 C ,设计压力Pc =1.1 p =1.1 X0.099=0.0099 MPa ,选低合金结构钢板16MnR卷制.材料170 C时的许用应力 t=170Mpa（假设厚度为616mm 时）12取焊缝系数 =0.85,腐蚀裕度 C2=2mm.计算厚度pcD t2Pc0.0099 6000.

32、102mm170 0.85 0.0099(3-1 )C23 2 5mm(3-2)对于16MnR,钢板负偏差C10mm.,因而可取名义厚度6mm。e n GC20 2 4mm(3-3)水压试验压力Pt1701.25 pc-t 1.25 0.11 -1700.0413MPa(3-4)所选材料的屈服应力s 345Mpa水压试验应力校核所 D e0.0413 (600 4) 3.118MPa(3-5)t 0.9 s0.9 345 0.85 263.925MPa水压强度满足要求. 气密试验压力PtPc0.0495Mpa3.2管箱短节、封头厚度的计算3.2.1 管箱短节厚度的计算由工艺设计给定设计参数为：

33、设计温度60 C,设计压力pc=10.4=0.44 MPa,选用16MnR 钢板，材料许用应力t=170Mpa,s 330Mpa,取焊缝系数0.85，腐蚀裕度C2 2mm121 p =1.1 x屈服强度计算厚度PcD0.0495 6002 170 0.85 0.04950.171mm(3-6)设计厚度(3-7)C23 2 5mm名义厚度dC15 0圆整(3-8)综合考虑结构，补强，焊接的需要，取n 6mm有效厚度C1 C2 6 0 2 4mm(3-9)3.2.2封头厚度的计算壳体封头选用标准椭圆封头计算厚度PcDt2Pc0.0495 6002 170 0.85 0.04952.29mm(3-1

34、0 )名义厚度n dCi5 0圆整(3-11 )为了便于选材壳体封头厚度取与短节厚度相同n 6mm.有效厚度e n C2 6 2 4mm压力试验应力校核170水压试验压力Pt 1.25 Pc-1.25 0.0495 0.061Mpa(3-12)170Pt D 0.50.061 600 0.5 42 e2 44.5Mpa 0.9 s 0.9 0.85 345 263.93MPa(3-13 )3.3管箱短节开孔补强的校核开孔补强采用等面积补强法，由工艺设计给定的接管尺寸为300 6考虑实际情况选20号热轧碳素钢管，n 130Mpa,腐蚀裕度C2 2mmfr(3-14 )接管计算壁厚接管有效(3-1

35、6 )开孔直径d di 2C 300 2 6 2(0 2) 292mm(3-17 )1300.7647170PcDot20.0495 300Pc130 10.04950.57mm(3-15 )etnt CiC2 60 4mm接管有效补强宽度B2d2 292584mm(3-18 )接管外侧有效补强高度h1,d nt292 6 41.86mm(3-19 )需要补强面积A d2920.171249.93mm(3-20 )可以作为补强的面积为A1B d e 584 2924 0.1711118mm2(3-21 )2A2 2n et t fr 2 41.86 4 0.57 130/170 219.5mm

36、2(3-22 )2A A2 1118 219.5 1337.5mm2A(3-23 )该接管补强的强度足够，不需另设补强结构。3.4壳体接管开孔补强校核开孔补强采用等面积补强。选取20号热轧碳素钢管 200 6,钢管的许用应力 t 130MPa , C2 2mm接管计算壁厚PCD。2 tPc0.0495 2002 130 1 0.04950.038mm(3-24 )接管有效壁厚(3-25 )开 孔 直 径(3-26 )接管有效补强(3-27 )et nt C1c26 2 6 0 4mmd di 2C 200 2 6 2 2 192mmB 2d 2 192 384mm接管外侧有效补强高度(3-28

37、 )h1 , d-nt-192 6 33.55mmA d 192 0.12 23.04mm2(3-29 )可以作为补强的面积为A B d e 584 192 4 0.12 1520.96mm2(3-30 )_ 2A 2hi et t fr 2 41.86 4 0.038 130/170 253.65mm(3-31 )222A A 1520.96 253.65 1774.61mm2(3-32 )无需另设补强结构。3.5管板设计及校核3.5.1 管板计算的有关参数的确定计算壳程圆筒内直径横截面积D24600242282600mm(3-33 )圆筒壳壁金属的横截面积Asn D n6 600 6211

38、417mm(3-34 )根换热管管壁金属的横截面积(3-35 )a d； d 4=22_21915106.76mmNt a 500 106.76 53380mm2(3-36)两管板间换热管有效长度(估计管板厚度为40 mm)L 2689 2 40 2625mm(3-37 )管束模数根据JB150 1998查得Et 191.5 103Pa(换热管材料为10号钢)kEtNTaKtLD191.5 103 533805920 6002877.89Mpa(3-38 )管子回转半径,1i 4119219 2 2 2 6mm4 1(3-39 )管子受压失稳当量长度(3-40 )(3-41 )由 JB151

39、1999，确定0.7D 1.05s. NT1.05 2550007 701mmB 0.3D 0.3 701 210mm取 B 300mm lcr 2B 2 300 600mm管子稳定许用压应力cr根据 JB150 1998 查得 S 205MPa 44lcriCr6006 100.2Et S.2 191.5 103 205 135.72(3-42 )cr为cr1lcr%2Cr20521600/6tAiNT d* 2/42826005003.14 1922140910mm(3-44 )管板布管区面积. ',一 _ Ad n s(Sn 0.866S) 1000(37 0.866 25)2

40、15350mmAt 0.866nS2 A0.866 500 252 15350 285975mm2(3-45 )管板布管区的当量直径c 4A 4 285975Dt .603.5mmt .3.14(3-36 )系数为A1140910 八10.49A 282600(3-37 )壳体不带波形膨胀节时，换热管束与圆筒刚度比EtEsq EtN1a 5338046EsAs11417(3-38 )系数0.37(3-39 )NTa53380140910s 0.40.4 -061 4.60.685.3(3-40 )t 0.40.60.4 10.3710.680.6 4.613.12(3-41 )管板布管区的当量

41、直径与壳程圆筒内径之比(3-42 )Dt 603.56003.5.2 计算法兰力矩根据p 0.0495Mpa，壳程直径D 法兰，直径 D 1130mm,D1 1090mm, M 20，数量 n 32，材料为 35CrMoA, b预紧状态下需要的最小螺栓面积800mm,选用JB/T4701 2000甲型平焊40mmi 1157Mpa 2012mm,d 23mm螺柱选用垫片选用石棉橡胶板垫片，公称直径Dn 1080mm，公称压力 P=1.0Mpa垫 片型号：1400-1.0JB/T4701-2000,D=1155mm,d=20mm.GB/T3985 表 9 2 查得系数 m 2.5 ,比压力 y

42、20Mpa 21。Mm 2.2 107N mmMp 1.9 107 N mm p3.5.3 管板的计算的相关参数确定K,k,bf假定管板的计算厚度40mm ,则换热管的加强系数为w' 0.00014w0.0002815.43“仙 1000191.5 10533801.3183401 93 1 03 0.4 5920 40k K 1 t 5.43 1 0.81.081 1bf D Di- 1130 600265mm2 2(3-43 )刚度参数计算及某些系数的确定确定 w',w"（根据 JB151 1999图26）%000%0000.0060.00889(3-46 )Kf

43、3.11 2Ef'bf 2 f '12 Di bf D)2 191.5 103 65600 65189.5 103(3-44 )Kf"1 2Ef"bf 2 f12 Di bfDKf Kf ' 3.1KfKf4Ktw'Es2 40600w" Es3.14 3108.120.000145.21(3-45 )0.000783.5.4确定和G2由K和Kf根据JB1511999 查得 m1 0.46(图27),G2 3.4(图29)mL_KKf0.465.75 0.00078102.5(3-47 )3.5.5对于其延长部分兼作法兰的管板计算计

44、算Mim.M1(3-48 )2K Q G20.460.004762 5.75 5 3.4由 K 和 Q 根据 JB151 1999 查得 G 0.97 10 3(图30)计算，M, Mf(3-51 )KfKfG3Mf3.5.6设计条件不同的组合工况壳程压力作用下的危险组合壳程压力管程压力不计膨胀PsPt0.000780.00078 0.97K f'-MKf"5 0.44 10 3(3-49 )1八3.10.45 -5.210.956(3-50 )3 10.959 0.575.21pc 0.045Mpa0Mpa0Et 0 Pas Ps由K和m根据JB151 1999查得Gli图

45、31a Gle 3 m/K 3 0.4 1.9/5.75 0.397 则G1取Gle与Gli中较大的值EtG"Gi4 0.0450.198MPa0.05Gle 0.3971 1 V G14 Q G21 2.124 0.489 397 0.0474.6 3.44Q G2Mws Mm0.0544(3-5255(1)管板应力1.9 1 2.124G25.754.6 3.40.0961 2.1244.63.40.093M fM10.440.13 0.570.00476一Dir r pan0.047 0.132 詈Q000640(3-56 )2.37Mpa 1.51.5137205.5MPaP

46、a - rk22m2Di0.68 0.1980.40.0961.02521.91252-22 1.91.921000404.38MPa1.5tr 1.5137 205.5MPa(3-57 )Da 一 ppDt0.680.40.198603.50.096 40(3-58 )0.48Mpa0.5tr 0.5 137 68.5MPa(2)壳体法兰应力D 1130Di 6001.88(3-59 )按 JB150 1998表9 5查得 Y 14.864YMws pa2Di26001q(3-60 )g2 vqQ G2pa10.180.0495 3.4 2.124 5 0.1985 3.40.73MPa(3-61 )cr 130MPa(4)壳程圆筒轴向应力A Q G2pa14.86 0.0544 0.68 0.198 4t19.21MPa 1.5 f 1.5 137 205.5MPa(3)管子应力282600 0.68 1 2.124 0.198114174.6 3.41.30Mpa c 0.87 170 147.8MPa(3-62 )(5)拉脱应力连接形式选用焊接l 2mm