毕业设计（论文）-流量为140th水-油浮头式换热器设计

1、沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题 目： 流量为140t/h水-油浮头式换热器 专 业： 过程装备与控制工程 班 级： 1201 学生姓名： 指导教师： 全套图纸，加153893706论文提交日期： 2021年 6月 1日论文辩论日期： 2021年 6月 6日毕业设计任务书过程装备与控制工程 专业 过控1201 班学生： 毕业设计题目：流量为140t/h水-油浮头式换热器 毕业设计内容：设计计算书一份； 设计说明书一份； 绘制施工图折合A1号图6张，A2号图1张毕业设计专题局部：双管程浮头式换热器 指导教师： 签字 2021年3月1日摘 要本设计说明书是关于浮头式换热器的设计，主要是进行了换热

2、器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。进二三十年来，化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛开展。因此，要求提供尺寸小，重量轻。换热能力大的换热设备。在设计过程中，我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低本钱，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际要求需要。适合市场剧烈竞争。同时为了使本次设计能够进行顺利，我再设计前参阅了许多有关书籍和英文文献，并做了一定量的外文翻译工作。条件为：设计压力为管程MPa，壳程MPa，工作温度管程1350，壳程95，设计温度管程1，壳程，管程

3、介质为油，壳程介质为水。依据给定条件，查GB1511999书第138页，通过试算法获得总传热系数，所得传热面积为m2。考虑到介质特性、其他因素，不锈钢的无缝钢管作换热管，本设计采用300根换热管可满足换热量。设定拉杆数量为6，计算得到筒体直径为DN=700mm。完成了压降计算、管壁温度、传热系数计算等。强度设计中，依据GB150进行筒体、封头强度设计及校核，依据流量进行入口接管、出口接管等管口直径的选择，依据等面积补强法进行开口补强计算。本设计选择管板延长兼做法兰，依据GB151中的弹性支撑假设对管板进行设计和校核，管板与换热管的连接方式为焊接，拉杆与管板为螺纹连接结构。同时，进行了卧式容器鞍

4、座校核。 设计的前半局部主要是对换热器的原理、结构进行的详细的描述，从而进行换热器的选型，结构设计分析。设计的后半局部那么是关于结构的强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件的设计，如管板、折流板、定距管、钩圈、管厢等。包括：设计计算、材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算等。最后绘制一张装配图，三张零部件图。关键词：浮头式换热器；设计；校核Astract The design specification is for the floating head heat exchanger design on, mainly for h

5、eat exchanger process calculation, design of the structure and intensity of the heat exchanger. Heat exchangers are widely used in chemical, oil refining, power, food, light industry, atomic energy, pharmaceutical, machinery and many other industrial sectors. In the twenty or thirty years, chemical

6、industry, petroleum, light industry and other process industries have been developing rapidly. Therefore, the requirement to provide a small size, light weight. Heat exchanging equipment for heat exchanging capacity. In the design process, I try to use a new national standard, do meets design requir

7、ements, also can make the structure optimization, reduce the cost, to improve the economic benefits, strive to make our products accord with the actual production requirements. Suitable for the fierce competition in the market. At the same time, in order to make this design can be carried out smooth

8、ly, I have to see a lot of books and English literature before the design, and do a certain amount of foreign language translation work. Known conditions: the design pressure for the tube Cheng 2.2MPa, shell 1.4MPa, the operating temperature of 1350 degrees Celsius, shell 95 degrees Celsius, the des

9、ign temperature of 112.5 degrees Celsius, shell 57.5 degrees, the tube is oil, the shell side of the medium for water. According to the given conditions, the GB151 - 1999 book 138th pages, the total heat transfer coefficient was obtained by trial calculation method, the heat transfer area was 70.39m

10、2. Considering the medium characteristics and other factors, the phi 25 x 2.5 stainless steel seamless steel tube as heat transfer tube. The design uses 300 tube can meet the heat transfer. The number of the set rod is 6, and the diameter of the cylinder is DN=700mm. The calculation of the pressure

11、drop, the wall temperature and heat transfer coefficient were completed. In the strength design and GB150 basis for cylinder head design and strength check, according to the flow of inlet takeover, outlet nozzle and orifice diameter selection, on the basis of the area fill method to an opening reinf

12、orcement calculation. The design selection of pipe plate to extend and do the flange, based on the elastic support GB151 assumption on the tube plate design and check, tube plate and heat exchanger tube connection for welding, tie rod and tube plate for the threaded connection structure. At the same

13、 time, the horizontal vessel saddle check. The design part is mainly detailed description of the principle and the structure of the heat exchanger, so as to change the selection of heat exchanger, structural design and analysis. The latter part of the design is about the strength of the structure de

14、sign, mainly is according to the already selected for heat exchanger type design of equipment parts, such as the tube plate, baffle, spacer tube, circle hook, tube car. Including: the design and calculation, material selection, identify specific size, determine specific location, calculation of tube

15、 plate thickness, the floating head cover and floating head flange thickness calculation. At last, draw an assembly drawing and three parts.Keywords: Floating head heat exchanger; Design; Check目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc451949681 第一章 综述 PAGEREF _Toc451949681 h 1 HYPERLINK l _Toc451949682 引言

16、 PAGEREF _Toc451949682 h 1 HYPERLINK l _Toc451949683 换热器按作用原理或传热方式分类 PAGEREF _Toc451949683 h 1 HYPERLINK l _Toc451949684 直接接触式换热器 PAGEREF _Toc451949684 h 1 HYPERLINK l _Toc451949685 蓄热式换热器 PAGEREF _Toc451949685 h 1 HYPERLINK l _Toc451949686 间壁式换热器 PAGEREF _Toc451949686 h 1 HYPERLINK l _Toc451949687

17、中间载热式换热器 PAGEREF _Toc451949687 h 2 HYPERLINK l _Toc451949688 管壳式换热器的分类 PAGEREF _Toc451949688 h 2 HYPERLINK l _Toc451949689 固定管板式换热器 PAGEREF _Toc451949689 h 2 HYPERLINK l _Toc451949690 浮头式换热器 PAGEREF _Toc451949690 h 2 HYPERLINK l _Toc451949691 1.2.3 U形管换热器 PAGEREF _Toc451949691 h 3 HYPERLINK l _Toc45

18、1949692 填料函式换热器 PAGEREF _Toc451949692 h 3 HYPERLINK l _Toc451949693 换热器的制造 PAGEREF _Toc451949693 h 3 HYPERLINK l _Toc451949694 1.3 结语 PAGEREF _Toc451949694 h 4 HYPERLINK l _Toc451949695 参考文献 PAGEREF _Toc451949695 h 5 HYPERLINK l _Toc451949696 第二章 传热工艺计算 PAGEREF _Toc451949696 h 6 HYPERLINK l _Toc4519

19、49697 介质原始数据 PAGEREF _Toc451949697 h 6 HYPERLINK l _Toc451949698 介质定性温度及确定其物性数据 PAGEREF _Toc451949698 h 6 HYPERLINK l _Toc451949699 有效平均温差计算 PAGEREF _Toc451949699 h 7 HYPERLINK l _Toc451949700 2.4传热量及物料衡算 PAGEREF _Toc451949700 h 7 HYPERLINK l _Toc451949701 管程结构初步设计 PAGEREF _Toc451949701 h 8 HYPERLIN

20、K l _Toc451949702 壳程换热系数计算 PAGEREF _Toc451949702 h 9 HYPERLINK l _Toc451949703 传热系数计算 PAGEREF _Toc451949703 h 9 HYPERLINK l _Toc451949704 管壁温度计算 PAGEREF _Toc451949704 h 10 HYPERLINK l _Toc451949705 管程压降计算 PAGEREF _Toc451949705 h 10 HYPERLINK l _Toc451949706 壳程压降计算 PAGEREF _Toc451949706 h 11 HYPERLIN

21、K l _Toc451949707 第三章 结构设计及强度运算 PAGEREF _Toc451949707 h 12 HYPERLINK l _Toc451949708 换热管材料及规格的选择和根数确实定 PAGEREF _Toc451949708 h 12 HYPERLINK l _Toc451949709 布管方式的选择 PAGEREF _Toc451949709 h 12 HYPERLINK l _Toc451949710 筒体内径确实定 PAGEREF _Toc451949710 h 13 HYPERLINK l _Toc451949711 筒体壁厚确实定 PAGEREF _Toc45

22、1949711 h 14 HYPERLINK l _Toc451949712 筒体水压试验 PAGEREF _Toc451949712 h 15 HYPERLINK l _Toc451949713 管箱侧封头厚度确实定 PAGEREF _Toc451949713 h 15 HYPERLINK l _Toc451949714 浮头侧封头厚度确实定 PAGEREF _Toc451949714 h 17 HYPERLINK l _Toc451949715 设备法兰的选择 PAGEREF _Toc451949715 h 18 HYPERLINK l _Toc451949716 浮头侧法兰的选择 PAG

23、EREF _Toc451949716 h 18 HYPERLINK l _Toc451949717 接管法兰的选择 PAGEREF _Toc451949717 h 19 HYPERLINK l _Toc451949718 浮头换热器固定管板的设计计算 PAGEREF _Toc451949718 h 20 HYPERLINK l _Toc451949719 浮头设计计算 PAGEREF _Toc451949719 h 22 HYPERLINK l _Toc451949720 管程压力内压作用下浮头盖的计算 PAGEREF _Toc451949720 h 23 HYPERLINK l _Toc45

24、1949721 壳程压力外压作用下浮头盖的计算 PAGEREF _Toc451949721 h 23 HYPERLINK l _Toc451949722 管程压力作用下浮头法兰的计算 PAGEREF _Toc451949722 h 24 HYPERLINK l _Toc451949723 壳程压力作用下浮头法兰的计算 PAGEREF _Toc451949723 h 26 HYPERLINK l _Toc451949724 钩圈的选择： PAGEREF _Toc451949724 h 28 HYPERLINK l _Toc451949725 浮动管板的选择： PAGEREF _Toc451949

25、725 h 28 HYPERLINK l _Toc451949726 0折流板的选择 PAGEREF _Toc451949726 h 29 HYPERLINK l _Toc451949727 管箱短节壁厚计算 PAGEREF _Toc451949727 h 29 HYPERLINK l _Toc451949728 壳程短节 PAGEREF _Toc451949728 h 29 HYPERLINK l _Toc451949729 管程短节 PAGEREF _Toc451949729 h 29 HYPERLINK l _Toc451949730 防冲板的选择 PAGEREF _Toc4519497

26、30 h 30 HYPERLINK l _Toc451949731 接管及开孔补强 PAGEREF _Toc451949731 h 30 HYPERLINK l _Toc451949732 支座的选择 PAGEREF _Toc451949732 h 31 HYPERLINK l _Toc451949733 管程短节 PAGEREF _Toc451949733 h 32 HYPERLINK l _Toc451949734 切向切应力校核 PAGEREF _Toc451949734 h 33 HYPERLINK l _Toc451949735 周向应力校核 PAGEREF _Toc45194973

27、5 h 33 HYPERLINK l _Toc451949736 鞍座腹板应力 PAGEREF _Toc451949736 h 33 HYPERLINK l _Toc451949737 参考文献 PAGEREF _Toc451949737 h 34 HYPERLINK l _Toc451949738 致谢35综述引 言换热器在石油、化工、动力、能源、轻工、核能、食品等行业有着广泛的应用，其中管壳式换热器最为广泛。在化工生产的工艺过程中，各种传热单元，如：加热、蒸发、冷凝等。换热器是一种将热量从高温流体传递到低温流体的工艺设备。在化工厂中换热设备的投资约占总的投资的10%20%，在炼油厂中约占总

28、投资的35%40%。根据用途、工作条件和物料特性的不同，设计了不同形式和结构的换热器。本片论文中主要描述了浮头式换热器的工作流程以及设计过程。包括工艺计算和结构强度计算。按作用原理或传热方式分类 直接接触式换热器又名混合式换热器，它是的工作原理是让冷、热流体直接接触，冷热流体之间混合进行换热。在换热器中放置填料和栅板，通常采用塔的结构，这样的结构增大单位容积提供的传热面积，传热效率高。此外，直接接触式换热其结构简单，价格廉价。 蓄热式换热器也称回热式换热器，它的换热原理是：借助固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，热流体的热量传给冷流体，到达换热的目的。两种流体会有少量混合，所以这种换热器

29、不适用于两种不可以混合的流体。这种换热器的结构紧凑，本钱低，单位传热面积大，所以较适用于两种气体的热交换。 间壁式换热器又叫外表式换热器。它的工作原理是冷热流体的热量通过间壁面传递，冷热流体互不接触。这种换热器的形式多种多样，我们所熟悉的管壳式换热器和板式换热器都是间壁式换热器。 热管式换热器就是这种换热器的典型代表，它是把两个间壁式换热器在其中循环的载热体连接起来的换热器。 固定管板式换热器 图96展示了其结构，主要由折流挡板、管束、壳体、封头、接管、管板等组成。这种换热器的两块管板分别焊接在壳体的两端，管束的两端固定在管板上，这种构造使结构简单、紧凑。因为管内的清洗方便，管束不能抽出，壳程

30、不能进行机械清洗，所以这种换热器适用于壳程不结垢的流体。但是这种结构容易产生温差应力，当管程和壳程的温差大于50，就会产生温差应力又叫热应力，温差应力具有破坏性。这就需要在壳体上设置膨胀节，当这种补偿圈发生发生弹性变形，来适应壳体与管束间的不同热膨胀。这种补偿结构一般适用于壳体与管束间的温度差低于50，壳程压力小于6kgf/cm2的情况。这种换热器具有结构比拟简单、造价低廉的优点。 浮头式换热器的结构，包括壳盖、固定管板、隔板、浮头勾圈法兰、浮动管板、浮头盖等，这种换热器只有一端的管板与壳体固定连接，而另外一端的管板可以在壳体内沿轴向自由伸缩，这端叫浮头端。就是因为斧头这种结构，在浮头端管束和

31、壳体无关，互不约束，所以，当换热管和壳体之间有温差的时候也不会产生温差应力，从而解决了热补偿问题。另外，由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，所以管束可以从壳体抽出，这就使管程和壳程清洗很方便，对流体的限制就较少。但是因为设计结构复杂，金属量较多，所以制造本钱高。1.2.3 U形管换热器 U形管式换热器的结构，与其他换热器不同的是U形管换热器只有一个管板，密封面少，运行可靠，并且其每根管子都弯成U形，管子两端固定在同一管板上。因此管子可以自由伸缩，当壳体与管子有温差时，不会产生温差应力从而解决热补偿问题，管间的清洗较方便，管内的清洗较困难，管束最内层管间距大，壳程易短路。所以，U形管式换热器

32、适用于管、壳程温差较大或壳程介质是易结垢而管程介质不易结垢的场合。填料函式换热器填料函式换热器的结构。主要有活动管板、填料压盖、填料、填料函、纵向隔板等，这种换热器的管板只有一端与壳体固定，而另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，这样就不会产生温差应力，同样省去了热不强，但是它的结构较浮头式换热器和U形管式换热器简单，制造本钱较低；管束可以从壳体内抽出，管、壳程均能进行清洗。所以对流体没有限制。其缺点是填料耐压不高，一般小于4.0MPa；壳程介质可能通过填料函外漏。填料函式换热器适用于管、壳程温差较大或介质结垢需经常清洗且壳程压力不高的场合。换热器的制造 换热器的制造首先是通过给定的相关参数

33、，比方管板、传热管按压差及温差、材料要求、工作介质、焊缝要求、热处理要求等等。 设计换热器最终计算出流体的出口温度，核算我们所选用的换热管材料、数量及换热片数量，是否完全能够满足设计要求。换热器制造过程中的焊接过程：外壳体的焊接、筒壳与端盖的焊接和管箱的焊接。在换热器生产过程中存在着不能立即反映出来的问题。主要包括：生产换热器时造成其密封槽的底平面高于外圄平面，而管箱的隔板低于外圄密封面，这样造成配合时出现隔板垫片压实不紧甚至出现密封间隙；折流板的不标准；进行管子的截取时操作中误差太大。1.3 结语 换热器的所有种类中，管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品，由于国防工业技术的不断开展，换热器

34、操作条件日趋苛刻迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。近年来，我国在开展不锈钢铜合金复合材料铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材开展较快。钛对海水氯碱醋酸等有较好的抗腐蚀能力，如再强化传热，效果将更好，目前一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性，价格比钛材廉价。近年来国内在节能增效等方面改良换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。我们的开展前景还是在换热效率上做出更大的提高，提高装置的热强度。参考文献?过程设备机械设计? 潘红良，郝俊文主编 华东理工大学出版社出版?管壳式

35、换热器的原理与设计?金志浩主编 龚斌金文陈东初副主编辽宁科学技术出版社马晓驰.?国内外新型高效换热器?J.化工进展,2001(1):49-51.李安军,邢桂菊,周丽雯.?换热器强化技术的研究进展?J.冶金能源,2021,27(1):50-54.朱跃钊,廖传华,史勇春.?传热过程与设备?M.北京:中国石化出版社,2021:51-160.第二章 传热工艺计算出入换热器流体的温度及流量如表1所示： 表2-1 介质的温度及流量机油管程冷水壳程流量/hW1140000W2温度数据进口温度T1出口温度T2进口温度t1出口温度t2单位135902095工作压力MpaP1P2流体的平均温度Tm和tm: 按介质

36、的定性温度，查有关设计手册确定介质的物性数据。介质的定性温度及物性数据见 表2-2 介质的定性温度及物性数据公 式符号单位Tm=(T1+T2)/2tm=(t1+t2)/2介质机油冷水定性温度物性数据Kj/(Kg.)W/(m.) 流体的普朗特数： 管程机油： 壳程机油： 逆流平均温度差可按 参数S： 参数R： 换热器按照单壳程两管程设计，查?化工工艺设计手册?图8-12(a)得温差修正系数：FT有效平均温差： 设计传热量(换热效率为0.98) 水流量由热量衡算得 管程换热计算 参照?化工原理?68，初选传热系数K0=1300W/m. 那么初选传热面积 换热器选用的无缝钢管做换热器管， 管子外径

37、管子内径 初选换热管长度l=3m 所需换热管根数 那么取换热管根数Nt=300根 管程流通面积 管程流速为： 管程雷诺准数: 管程传热膜系数： 布管方式：采用正三角形排列查GB151-1999知管间距按1.25d取，所以管间距s=0.032m。分程隔板两侧相邻管中心距Sn=0.044m。由于该换热器用于蒸汽冷凝，为减少液膜在列管上的包角及液膜厚度，应偏转一定角度管束中心排管数：取Nc=20故壳体内径：长径比 设计合理折流板间距：折流板数量: 壳程流通面积 壳程当量直径 壳程流速 壳程质量流速 壳程雷诺准数 壳程传热因子 管外壁温度假定值， 查GB151-1999第138页可知，管程机油垢热阻r

38、1=0.000176./w,壳程机油污垢热阻r2=0.000176./w,管壁热阻忽略。故 合理 管壁外壁热流密度计算 外壁温度 误差校核：15 误差不大，适宜。 管内壁温度 壁温下水的黏度 黏度修正系数 查得管程摩擦系数 管程数n=2 管内沿程压降 回弯压降 取进出口处质量流速 进出口管处压降 -管程压降结垢校正系数，对于252钢管可取 管程压降 管程允许压降=50000Pa 即管程压降符合要求 壳程当量直径 m 壳程雷诺数 壳程摩擦系数 管束压降 取进出口质量流速 进出口管压 取导流板阻力系数， 壳程结构修正系数 壳程压降 壳程允许压降=50000Pa 壳程压降符合要求第三章 结构设计及强

39、度运算序号工程符号单位数据来源及计算公式数值1换热管材料2换热管规格252.530003传热面积A704换热管根数N根3005拉杆直径GB151-1999?管壳式换热器?表43166拉杆数量根GB151-1999?管壳式换热器?表446序号工程符号单位数据来源和数据计算数值1正三角形GB151-1999图112换热管中心距SGB151-1999表12323隔板槽两侧相邻管中心距GB151-1999表1244序号工程符号单位数据来源和计算公式数值1换热管中心距SGB151-1999表12322换热管根数根3003管束中心排管根数根214换热管外径d0=25mm255筒体内径7086实取筒体公称直

40、径JB/T4737-1995700序号工程符号单位数据来源和计算公式数值1计算压力2筒体内径见三-87003筒体材料 Q235-B4设计温度下筒体材料的许用应力GB150-19981135焊接接头系数6筒体计算厚度7腐蚀裕量18负偏差9设计厚度10名义厚度取811有效厚度12设计厚度下圆筒MPa13校核 合格14设计温度下圆筒的最大许用工作压力MPa序号工程符号单位根据来源及计算公式数值1实验压力PTMPa2圆筒薄膜应力MPa3校核 合格 序号工程符号单位数据来源和计算公式数值1封头内径7002计算压力3焊接接头系数4封头材料16MnR5设计温度下许用压力1706标准椭圆封头计算厚度7腐蚀裕量

41、18负偏差9设计厚度10名义厚度811设计压力下筒体的计算应力12校核合格;质量109.1kg；直边高度40mm。序号工程符号单位数据来源和计算公式数值1封头内径8002计算压力3焊接接头系数4封头材料16MnR5设计温度下许用压力1136标准椭圆封头计算厚度7腐蚀裕量18负偏差9设计厚度10名义厚度811有效厚度mm12设计压力下筒体的计算应力13校核 合格14设计温度下筒体的最大许用工作压力 校核合格浮头侧封头尺寸：公称直径800mm；总深度175mm；直边高度40mm；质量130.9kg内外表积1.398 m2。选用JB/T 47004707-2000?压力容器法兰?中的法兰可免除GB1

42、50-1998中的有关计算。按尺寸条件DN=700mm，设计压力1.98Mpa，质量94.2kg，由?压力容器法兰?选择长颈对焊法兰，相关参数见表7：单位mm 管箱侧法兰参数DD1D3D4HhRd螺柱规格螺柱数量860815776763501203516321227M2428由?压力容器法兰?选择相关垫片：选用非金属软垫片其相关尺寸为：D=765mm，d=715mm，=3mm。按尺寸条件DN=Di+100=800mm，设计压力1.32Mpa，设计温度180，重量115.7kg由?压力容器法兰?选择长颈对焊法兰，相关参数见表8：单位mm 浮头侧法兰参数DD1D2D3Hadat规格数量800915

43、8768664811516212718M2424由?压力容器法兰?选择相关垫片：选用非金属软垫片其相关尺寸为：D=865mm，；d=815mm；=3mm。接管a、b选择相同型号法兰，设液体流速u1=1.6m/s，即。取d=200mm，设计压力2.5Mpa，选用板式平焊钢制法兰，尺寸参数见表9：单位mm a、b管法兰参数DNA1DKLnThCB1b法兰理论重量Kg2002193603102617M24322228接管d，h选择相同型号法兰，设计压力1.6Mpa，d=200，选用板式平焊钢制法兰，尺寸参数见表10：单位mmDNA1DKLnThCB1b法兰理论重量Kg2002193402952212

44、M20262228 d，h管法兰参数接管e，f，m选择相同型号法兰，取d=20mm，设计压力1.32Mpa，选用板式平焊法兰，尺寸参数见表11：单位mme，f，m管法兰参数DNA1DKLnThCB1法兰理论重量Kg20259065114M101426接管g，c取d=50mm，设计压力1.32Mpa，选用板式平焊法兰，尺寸参数见表12：单位mm g，c管法兰参数DNA1DKLnThCB1法兰理论重量Kg5057165125184M162059固定管板的设计计算根据换热管外径d0=25mm查管?壳式换热器原理与设计?表5-6知管板最小厚度。 1.未被换热管支撑的面积：，其中Nc-隔板槽一侧的排管数

45、，Nc =18 2.管板布管区面积： 3.管板开孔后的面积： 4.单根换热管横截面积： 5.管板布管区当量直径：查GB150-1998表F5，设计温度下换热管材料的弹性模量；设计温度下管板材料的弹性模量；查表4-1，设计温度下管板材料的许用应力=163MPa，查表4-3，设计温度下换热管材料的许用应力=108.8Mpa；换热管有效长度=2900。 7.管板模数： 8.管束无量纲刚度：，其中-管板刚度削弱系数，=0.4，故，其中-设计压力下换热管材料屈服点，=235MPa故根据GB151-1999图32，换热管失稳当量长度，故满足要求。，无量纲压力：，根据此系数查?管壳式换热器原理与设计?图5-

46、19a，5-20a得c=0.40，Gwe 13.管板计算厚度：，取名义厚度。 14.换热管轴向应力： ，强度满足要求。 15.换热管与管板拉脱力：因此固定端管板满足强度要求。 根据GB151-1999?管壳式换热器?选用钩圈式浮头，浮头端盖选用球冠形封头，球面封头内半径Ri=600mm，结构形式参见GB150-1999?钢制压力容器?图7-4。所需参数见表13. 计算参数序号工程单位数值序号工程单位数值1bmm55布管限定圆直径DLmm6742b1mm36垫片压紧力作用中心圆直径DGmm6773bnmm137球面封头内半径Rimm6004b2mm8螺栓中心圆直径Dbmm737浮头法兰和钩圈的内

47、直径：浮头法兰和钩圈的外直径：外头盖内直径：浮动管板外直径：3.14管程压力内压作用下浮头盖的计算取设计压力，材料根据GB150-1998?钢制压力容器?选用Q235-C,材料许用应力为；焊接接头系数。封头计算厚度： 1.设计厚度： 2.名义厚度：根据GB150-1998?钢制压力容器?，名义厚度圆整为3.有效厚度：3.15壳程压力外压作用下浮头盖的计算计算压力选用Q235-C,材料许用应力为；焊接接头系数。封头计算厚度：设计厚度：名义厚度：实取名义厚度圆整为有效厚度：系数，由A查?GB-150?图6-4得系数B=137。因此接近比拟壳程压力作用和管程压力作用下球冠的厚度取大者即球冠封头的名义厚度，有效厚度。5.校核：设计厚度下封头的计算应力，满足强度要求设