GB151中U形管式换热器管板设计方法的改进_图文

1、 中 形 管式 换 热 器 管 扳 退丝 左选丝丝丝 G B15 1 、 由 式 可给出 , 、 尸 , K e f 、 曲线 , 再 介 : ( 20 2 0 由 ( 2 2 式和 ( C ( : 式 可 以 求 得 p 作 用下 式 得到 P 作 用 下的 习 用 (19 型 管板 的 材 型 管板 的 材 尹 M、 一 一 绘 绘 : _ 一 、 M + c 户* 普 聋 2 、 一 一 ( 21 绘 绘 一 呱 M 一c 、 丸* 鲁 会 2 、 (2 3 对 于 f 型管 板 P P 二 , : 用式 ( K 了 18 (22 (2 3 以 及 C、 。 P (l , 作 用时 材介

2、 仍 以 ( 1 8 式 计算 , 曲线可 以 计 算 四 种 情 况 下 的 M 、 3 . , 作用时 * 由图 _ 7 可知 , l : 2 预 紧 情 况 下 ( M .f, 作 用 管 板 应 力 的 M 介答 D , - 一 一 一 材 “ 苦 从 K f 尺 “ K斗 计葬 ( 22 C . . 20 二艺 一 . . . 曰. . . . , . . . 一 , 目 . . . . 一- - - 一 一 一一 一 一 . , J R O L 二 O 3 .2 卜 L 二 斗三三 二二 二 一 、 . 二 _ _ 一 0 . 10 、 、 _ 、 、 _ _ _ 二 _ _ 一

3、一一 - , 、 、 、 、 、 、 _ . . _ 、 一“ - - 一 _ 一 一一 . . . 二二二二二 一二 一 一 一 朴 I 1K 0 肛 少 2” 友 不 图 10 以上标 “ “ ” 表 示 预 紧情 况 下 的 各物理 量 , 经 介 与 内压作用 相类 似地 材 作用下 , , 在预 紧法 兰 力矩 无量 纲 化 : 此 时管 板 所 受 压 力 与 横 剪 力 均 为 。* , 介 。 一 箫 鲁 , ( 24 (2 5 零 , 管板中的 M M : o: , 砂 ; , 砂 可 以 求 解下 ( 29 列 线 性 方 程 组得 到 扩 一 R 子一 k 式中 , 。

4、, 一 。 斋 、 , 一 喇芯 二一 材 o 二 一 K R t M一 。 , * 2 ( 2 6 5 乃 I 十 尺尺 . K o 在按图 f 计算 e 型 管板 时 , , 为 : 叭 飞 。 - 一 百 下布 十 蔺尸 r t 、 止K 汤 M o 。 M O: ( 30 u K , K ( 2 7 , 在按图 K o 7 计算 f 型管 板 时 则 : 甲 一 瓦干 M o ; 丐 _v 只 (3 1 (3 2 , 一 K ( 28 K o , 称 = M 。 o 一 l 压 力 容 器 1 , 解得 a o r 。 , 材 后 = o r 切 , 由下 式 可求 出 管 板 应 力

5、 M o , :R 接方 式 ( 见 图 使 设 计结 果 更 加 合 理 。 这表 l r _ 。 , 一* 。 6Mz _ 6M M 一衷万 一一 + - 干宁 产 2 现在 : 一产 O “ 占 表 1 ( 33 1 /乃一 a o , G B 1 5 1一 8 9 G B 1 5 1一 X X l r _ R = 干 o 6M o * M K , , , 及 /口 1 占2 (34 认 黔 0 . 1 50 . 孰 鬓 0 . 式中 右= M : , (乃 , , 查图 C ( 35 0 . 3 09 . 3 00 0 . 2 52 . 23 1 3 92 右一 M o (K , z

6、制 成 曲线 图 表 , 泞 一 氛 P * 且有 一 1 呱 。 一 系数 ( 36 c 一 0 . 4 54 0 . 4 47 0 4 10 0 . 丫c / l 5 叮2 . 计 算厚 度 变化 化 (37 a一 1 98 . 5% 90 . 3% 86 . 3% (1 G B 15 1 在大 多 数 情 况 下 a , 管 板 厚度 可 以 比 。 由 式 l( 4 、 (1 5 得 到 的 压 力 引起 的 应 力 一8 9 中仅 考 虑 (八 , 型 连 接 方 式 且 不考 虑 与式 ( 33 , 、 ( 34 得 到 的法 兰 力 矩 引 起 的 应 力 e 周 边 不 布 管

7、 区 的 设 计 结 果 有 合理 的 减 薄 和图 0 1 给 出的 . c 图 9 逐点 叠 加 可 以 求得 , 型 或 f 型 管 板在 p 或 P , k户 和 c . (八 , 户 曲 天 , 作 用 下 三 个校 核 点 处 的 应 力 4 。 线表明 , C 的数 值 从 尸一 1 。 0 30 9 . 之 间变 化 仅 当 管 板 的延 伸 法 兰 所 承 受 法 兰 力矩 的 折 元 了 一。 , 且 时 , c , 一 0 30 9 C : 为最 大 值 , , 即 减 对 e 、 G B 1 5 1一 5 9 中 的取 值 , 值随 犬 加大 l加 加 f 型 管板 的

8、法 兰 进 行设 计 时 , 规范 中 , 大 而 减小 对于 。 已 考 虑 到 了管 板可 以 分 担一 部 分 法 兰 力 矩 其 a 型 连 接 方式 的 管 板 ( K , 一 0 : , 其厚 分析力学 模型 如图 材叭 , 5一 8 : , 令法 兰 设 计 力 矩 为 ; 孟 度 计 算公 式 为 。一 C 。 。、 对 e 型 换热 器 ( 、 、 M w , 一 栋 一、 一子 ( 。 ; 一、 , “ 孕 K f ( 35 : 2 0 将式 ( 一 ( 3 6 天 代 入上 式 , 得到 栋一就C : K ; _ 、 一 。 式 中符 号 意 义 见 标 准 正 文 其

9、中 C 是 取 决 于 管 板 周 边 不 布管 区 宽度 的 系 数 ( 见 图 9 对 , 了 恶 , M p一 p ! ! R z 管 板 计 算 厚度 的 影 响 见 表 表 实例 , 1 。 ( 39 2 给 出了四 台 , U 形管式换热器 的设计 1 (b 对 于 f 型 换热 器 其边 缘 结 构 均 为 图 按 , 型 、 , 在其 他 条 肠 材叭 = 一 ( M 一 M o* 一M ! O: “ 寻 K , “ K牛 _ 件相 同的 情 况 下 ( 40 G B 15 1 新 旧 版 本 和 其他 G B 15 1 , 国 家 规 范 计 算 了 管 板 厚度 由于 一

10、x x 2 0 将式 ( 、 、 (36 代入 上 式 可 得 (, 一 , , 、 , : 合理 地考 虑 了 管 板 边 缘 结 构 的 影 响 假定为 a 管 板 计算 材认 - 一 1 一泞 ( 砂 材加 十 e , 朋 : 1 一8 厚度 可 以 比 近 似 地 假 定 按 G B 1 5 9 方法 (即 Z 孕 K厂 5 R 、 s I 。 : ( 4 1 型 边 缘 连接 方 式 得 到 的 厚 度 大 大 减 当 管 程 设 计 压 力 与 壳程 设 计 压 力 不 同 , 薄 时 。 设 计结 果 的 改 善 G B 15 1 (2 , 在 各 方 面 可 能 的条 件下 ,

11、 可 以 通 过 合理 地 采用 一 , x x 方法进行 U 形管式换 选 择 管板 边 缘 的 连 接 方 式 达 到 减 小管 板 厚度 。 热器 管 板 的 设 计 可 以 考 虑 更 多 种类 的 管 板 连 或 同时 减 小 法 兰 厚 度 的 目 的 . 37 , B 1 1 中 形U 管 式 换 热 器 管板 设 计 方 法 的 改 进 G 5 表 2 例 壳 程 管程 壳 程 / 管程 设 计压 力 圆 筒直 径 , l . 例 / 0 . 例 /31 13 . 3 . 例 48 14 . 4 . 2 ( M Pa , 2 5/0 7 7 00 2 00 1 6M 73 .

12、. 6 9 /4 7 / 24 5 (m m 600 / 620 1 45 0 4 00 120 0八 3 00 35 0 o 管板设计温 度 ( C 150 n 管板 材料 20 M n M o 15C r M 12C r ZM o l 管 板 度 厚 n l lD G B 15 1一 89 2 186 3 70 4 12 假定按 a 型连接 方式 63 . . G B 1 51一 X K AS 3 115 143 116 165 185 2 45 3 17 2 49 3 06 M E姐一 1 A T E Pp e n AA 67 . 6 4 7 MA , 1 98 8 55 66 . 2

13、57 3 68 2 75 2 66 34 9 3 97 CO D A P . 图 纸 厚度 ( 参考 表 3 不 同 边 缘 连 接 方 式 的 管板 计 算厚 度 比 较 壳程 P卜 参考 文 献 1 . 计算方 法 及 边 缘连 连 接 方式 式 法兰 见图 1 G B 15 1 管程 管板 计算厚度 n l ln S o t V le , r , . A . L l , . e t . a l二 e t A Pr o p n o s e d A S o e e ME e S , e t io n D iv r , T u bl e s h e . 垫片 法兰 . P入 . 垫片 D e

14、; s ig Pr : d 11 ; u r e ASM E P a Pe . PV P 一 Vo l 19 90 18 6 3 2 2 5 . ASM E D iv . B O , il e r a n d P r e s s u r e Ve s s e l Code S e s e t o n i 粗 , 槽 形金属 2 5 槽 形金属 槽形金属 73 . 一89 G B 15 1 a 乞 3 . l w e e A PP e r , e n . di x A A B s . 2 5 . 睛 形金属 2 . 5 69 . O s i ll n F a s is o f s t he U

15、s e T d a u bl e in h ee t He Fr a t 4 Ex 63 . ha g e r 块 e s s e : ig n R u le o e , t , he e n e h l . b C 3 0 4 . P r e s s u r e V l C d A S ME P p e r PV P 一 V o 1 . 0 石 棉橡 叫 59 . 199 0 书 186 31 4 0 r e n e C OD AP P r e s s u r e F h l s Code fo r t he C o n s t r u e t o n i o f 一 X X d e 2 .

16、 5 槽 形 金属 属 1 . 59 0 . 6 0 V x e s s e 石 棉橡 胶 46 69 . 5 6 . GB . 5 1一 1 x 管 壳式换热 器 李世 玉 , . ( 报 批稿 f 2 . 5 槽形金 属 1 . 8 黄 克智 薛明 德 固 定 式换 热 器 管板 应力 , 的 一 种 建 议 计 算方 法 机械 工 程 学 报 9 8 1 0 ; 6 1 如表 2 . 2 中例 所示 U 7 : 形 管 式换 热 器 . , 其结 p , (2 7 . : l 23 构型 式和 设计 条件 如 下 SM 壳 程 设计 压 力 7M , 李世 玉 桑 如 苞等 , . 压

17、力 容器 工程 师 设 计 指 南 . 化 a P , 管程 设 计 压 力 P 一 0 , 度 2 0 a P 设计温 N 70 m m D 一 程 圆 公 壳 筒 称直 径 换 , . 学 工 业 出版 社 19 94 热管 必 2 5 又 2 sm m 6 , U 形管 根 数 n 一 131 , 分别 , 附 : 在 U 形 管 式 换 热 器 管 板 设 计 方 法 的研 究 和 开 发 工 作 、 以 图 1 所示 G B 15 1 种不同管板边缘连接 方式 , 按 中 南 化公 司机 械 厂 陈建 俊 等 同志 中 国 石 化北 京 设 计 院 谢 桂 。 华等同 志 , 曾分

18、别 给 予 了关 心 和 帮 助 。 另外 。 , 清华 大 学 马 兵 同 一 , x x 与 3 。 G B 15 1 一8 9 的计算 厚 度进行 学 曾参 与程 序编制工作 在 此表示 谢意 了比较 见表 38 压 力 容 器 199 7年第 4 期 . 压 力容器热 态 密 封 试验分 析 本文提供 l m 文章 介 绍了即 将 纳 入 、 GB15 1 一x x 新版 标准 的 , U 直 径的 压 力 容 器 模 型 在 升 降 温 热瞬 。 形 管 式换热器管板 的 设 计 方 法 及 其 原 理 按 新 旧 标准方 法计 算 的对 比结 果 。 同 时给 出 了 态工 况 下

19、 密封 试验 及 分 析 结 果 G H 16 9 ( 相 当 In , 试 验 目 的 在 于 对 自制 O e on o l7 18 镀 厚银 S 形 环进行热 态考 。 . 球 形 容 器接管 外 拐 角表 面裂 纹 疲劳扩 展 计 算机 模 拟 技术 本 文 通 过 实 物容 器 实验 对 接管外 拐 角 表 面 裂 纹 疲 劳扩 展 形 状作 了分 析 拟跟 踪 , , 验 并对 自编 密封分 析 程 序 系统 M E C 给 以 试验 验 证 热 态 试 验 对 于 螺栓 的 温 度 滞 后 作 了 较 为 细 致 的 测 量 。 , 为简 化 计 算 提 供 了 依据 试 验 表

20、 明 热 变 形 产 生 的法 兰 转 动 十分 可 观 的关键 。 , 并 用 数值方法 对 该 裂 纹 作 了 模 , 热 态 螺 栓 载荷 增 量 成 为热 态 密封 问 题 将 实验 和 计 算 所 得 外 拐 角 表 面 裂 纹 同无 限 大 、 平板 半椭 圆 接管 内拐 角表 面 裂 纹 作 了 比 较 并指 出 了 , . 3 . 5 %i N 钢焊 接接 头 低温 韧 性 的研 究 ( 二 、 热 处理 母材 及 焊 材 的 影响 , 焊 、 。 后 接 管外 拐 角表 面 裂 纹 的 扩 展 不 仅 趋 于 曲线形状 , , 而且 裂纹 扩 展 呈现 凸 出 现 象 , 并

21、指 出 常 规 的假 定 无限大平 板上 裂 纹 形状 运 用 到 接管外 拐 角 所 产 生 误 差 的缘 由 。 本 文 根 据 试验 结 果 分 析 讨论 了 焊 后 热 处 理 母材 及焊材对 3 . 5% N 钢 焊 接接 头 低 温韧 性 的 影 响 i 结果 . 球 形 贮 招 自动 化 焊 接技 术 的 进 展 大 型 球推 现 场 组 焊 长 期 以 来 采 用 手 工 弧 焊 效率 低下 , 表明 , : 适 当 规 范 的 焊 后 热处 理 可 明 显 改 善接 头 区 的 组 , 、 织 提 高 低 温韧 性 ; 在 相 同 的 焊 接 工 艺 及 焊 后 热 处 理

22、条 环境恶 劣 。 , 受 干 扰因 素 多 l 0 00m 3 , , 技 术 难度 大 , 质量不 件 下 不 同 的母 材 和 焊 材 其 接 头 组 织 及 其中 的 碳 化 物 , , 易稳定 本文 以 , 4 。 0 m 3 球 罐 全 位 置 自动 焊 的 、 含量有差 异 , 从 而 具有 不 同 的 低 温 韧 性 。 实 践 经 验 为例 对 球 罐 自动 焊 的设 备 选 型 焊 丝 选 用 与 焊 接工 艺进 行 了 分 析 , . 苯 加 氮 高 沮 临 复 管 道 服 役 十 年 后 的 安全 状 况 研 究 (二 为 推 进 我 国大 型 球 罐 全 位 置 自

23、。 本 文 对苯 加 氢 装 置 中 高 温 高 压 临 氢 管道 服 役 十年 后 的 材料进行 损伤 试 验 研 究 , 工 艺管线材料 损 伤 试验研究 动 焊 接工 艺 技 术提 供 借鉴 . 计 算机辅助 焊 接结 构 弹 塑 性 断 裂 分 析 系 统 焊接 结 构 弹 塑 性 断 裂 计 算 机 辅 助 分 析 系 统 国 际 流 行 的 R 6一 R v e . , 主 要 是 力 学性 能 测 定 与 , , 综合 分 析 试验结 果表 明 经 过 长 期 高 温 临 氢 服 役 后 管 道 材 料均受 到脆化损伤 , 3 断 裂 评 定 方法 、 EP RI 弹塑 性 塑性 、 延性 和 韧 性 均 已 下 降 。 断 裂 工 程 分 析 方 法 以 及 焊接 力 学 不 均 匀 裂 纹 体 的 弹 塑 . 自 增 强 压 力 容 器 应 用 十 二边 形 屈 服 准 则 残 余应 力 的 计 算 与试 验 研 究 本 文 应 用 十 二 边 形 屈 服 准 则 研 究 自增 强 容 器 相 当 应 力 函 数的 性 质 , 性 断裂 工 程准 则 FA D , 能 够 对 含 缺 陷 焊 接 结 构进 行 失 效 。 图 分析 、 驱 动 力 图分析 以 及 稳 定 性分