SW6某固定管板换热器强度计算简单计算书

1、软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：EQUIPMENT图 号：DWG NO。设计单位：压力容器专用计算软件DESIGNER设计Designed by日期Date校 核Checked by日期Date审 核Verified by日期Date批准Approved by日期Date固定管板换热器设计计算设计计算条件;壳程：管程：设计压力Ps (MPa)2.4设计压力Pt (MPa)0.6设计温度(C)100设计温度 t： (C)60壳程圆筒夕圈)o (m

2、m)325管箱圆筒外径Do (mm)325材料名称20(GB8163)材料名称20(GB8163)GB 150.3-2011前端管箱封头计算计算所依据的标准计算条件最大允许工作压力P (MPa)w3.82974 结论合格计算压力P (MPa)0.60外径D (mm)325.00设计温度t (C)60.00曲面高度h (mm)73.00材料名称Q235-B材料类型板材试验温度许用应力b (MPa)116.00钢板负偏差C (mm)0.30设计温度许用应力bt (MPa)114.50腐蚀裕量C2 (mm)1.00焊接接头系数1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验压力试验允许通过的 应力试验

3、压力值P (MPa)T1.0000b (Mpa)T211.50试验压力下封头的校核条件bT bT周向应力b (MPa)T29.90校核结果T合制厚度及重量计算形状系数K1.2750最小厚度8 (mm)3.00计算厚度鼐(mm)1.08名义厚度8 (mm)8.00有效厚度8 (mm)6.70重量(kg)7.75结论满足最小厚度要求压力计算后端管箱封头计算GB 150.3-2011计算所依据的标准计算压力P (MPa)设计温度tc (C)材料名称试验温度许用应力b (MPa) 设计温度许用应力bt (MPa) 焊接接头系数0.60 60.00 Q235-B 116.00114.501.00压力试验

4、时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值Pt (MPa)1.0000校核条件校核结果bT bT合格厚度及重量计算形状系数K计算厚度8h (mm)有效厚度8 (mm)结论eh1.2750 1.08 6.70 满足最小厚度要求计算条件外径 D (mm)325.00曲面高度h (mm)73.00材料类型板材钢板负偏差C (mm)0.30腐蚀裕量C (mm)1.00压力试验允许通过的 应力b (Mpa)211.50试验压力下封头的周向应力bT (MPa)29.90最小厚度8 . (mm)3.00名义厚度8；n(mm)8.00重量(kg)血7.753.82974 结论合格压力计算最大允许工作压力P (M

5、Pa) w内压圆筒校核计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件计算压力P (MPa)2.40设计温度t (C)100.00外径 D (mm)309.00材料名称20(GB8163)材料类型管材试验温度许用应力b (MPa)152.00钢板负偏差C (mm)1.20设计温度许用应力bt (MPa)147.00腐蚀裕量C (mm)1.00试验温度下屈服点bs (MPa)245.00焊接接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度8 (mm)2.50名义厚度8 (mm)8.00有效厚度8 (mm)e5.80重量 (kg)68.53压力试验时应力校核压力试验类型液压试验压力试验允许通过的应力试验压

6、力值Pt (MPa)3.0000试验压力下圆筒的力 (MPa)78.41T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力P (MPa)5.62401wbe147.00结论合格bT=0.90bs220.50校核条件ct aT设计温度下计算应力6 (MPa)62.73校核条件2时6开孔补强计算接管： A1, A2, 80X10计算压力p (MPa)设计温度tc (C)壳体型式壳体材料名称及类型壳体开孔处焊接接头系数少 壳体内直径D (mm)壳体开孔处名义厚度5 (mm) 壳体厚度负偏差C (mn；) 壳体腐蚀裕量C (mm)壳体材料许用应力。(MPa) 椭圆形封头长短轴之比 接管连接型式接管实际外伸长

7、度(mm)接管实际内伸长度(mm)0.6接管焊接接头系数160接管腐蚀裕量 (mm)1椭圆形封头凸形封头开孔中心至Q235-B封头轴线的距离(mm)板材接管厚度负偏差C (mm)1接管材料许用应力】。七(MPa)309接管材料20(GB8163)8名称及类型 补强圈材料名称管材1补强圈外径(mm)补强圈厚度(mm)2.1164补强圈厚度负偏差C (mm) 补强圈许用应力。；(MPa)20凸形封头上接管轴线与封头轴线的0夹角( )计算方法：GB150.3-2011等面积补强法，单孔开孔补强计算非圆形开孔长直径(mm)壳体计算厚度5 (mm)补强圈强度削弱系数frr开孔补强计算直径d (mm) 接

8、管有效外伸长度h (mm) 开孔削弱所需的补强面积入(mm2) 接管多余金属面积A (mm2) A1+A2+A3= (mm2)2补强圈面积A (mm2)64.5开孔长径与短径之比接管计算厚度5(mm)接管材料强度削弱系数fr64.5补强区有效宽度B (mm)接管有效内伸长度h2 (mm) 壳体多余金属面积A (mm2) 补强区内的焊缝面积1 A3 (mm2)A-(A +A +A) (mm2) 123结论：根据GB150第6.1.3节的规定，本开孔可不另行补强。开孔补强计算设计条件设计条件接管：B1, B2, 660X5计算压力p (MPa)设计温度t (C)壳体型式壳体材料名称及类型壳体开孔处

9、焊接接头系数6壳体内直径D (mm)壳体开孔处名义厚度气(mm)壳体厚度负偏差C (mn；)壳体腐蚀裕量C (mm)壳体材料许用应力。(MPa) 接管轴线与筒体表面法线的夹角 ( )接管连接型式接管实际外伸长度(mm)接管实际内伸长度(mm)2.4 100 圆形筒体 20(GB8163) 管材 1 309 81077.5 0计算方法：GB150.3-2011等面积补强法，单孔接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量 (mm)1凸形封头开孔中心至封头轴线的距离(mm)接管厚度负偏差C (mm)接管材料许用应力fot (MPa)接管材料20(GB8163)名称及类型管材补强圈材料名称补强圈外径(mm)补强圈

10、厚度(mm)补强圈厚度负偏差Cir (mm)补强圈许用应力。七(MPa)凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角( )开孔补强计算非圆形开孔长直径(mm)壳体计算厚度& (mm)补强圈强度削弱系数f rr开孔补强计算直径d (mm)接管有效外伸长度h (mm) 开孔削弱所需的补强面积入(mm2)接管多余金属面积A2 (mm2)A+A2+A3= (mm2)补强圈面积A (mm2)53.25开孔长径与短径之比接管计算厚度5(mm)接管材料强度削弱系数fr53.25补强区有效宽度B (mm)接管有效内伸长度h2 (mm) 壳体多余金属面积 (mm2) 补强区内的焊缝面积1 A3 (mm2)A-(A +A

11、+A) (mm2)结论：根据GB150第6.1.3节的规定，本开孔可不另行补强。延长部分兼作法兰固定式管板设计计算条件;壳程圆筒:设计压力Ps (MPa)2.4平均温度下热膨胀系数a (1/C)1.076e-05设计温度Ts (C)100壳程圆筒内径D： (mm)309平均金属温度上(C)0壳程圆筒名义厚度8 (mm)5.8装配温度t0 (C)15壳体法兰弹性模量E(MPa)1.97e+05材料名称20(GB8163)壳程圆筒内直径横截面积A (mm2)7.499e+04设计温度下许用应力b(MPa) 平均温度下弹性模量Es (MPa)1472.023e+05壳程圆筒金属横截面积As (mm2

12、)5736管箱圆筒：设计压力Pt (MPa)0.6弹性模量Eh (MPa)2.01e+05设计温度Tt (C)60管箱圆筒名义厚度8 (mm)7材料名称20(GB8163)管箱法兰弹性模量E” (MPa)1.99e+05换热管：材料名称BFe10-1-1管子壁厚8 (mm)0.6管子平均温度tt (C)0管子根数；464设计温度下管子材料许用应力换热管中心距S (mm)12b;(MPa)63一根官子金属横截面积a(mm2)16.78设计温度下管子材料屈服应力管子有效长度(两管板内侧间bt (MPa)94距)L (mm)1152设计温度下管子材料弹性模量管束模数K2731Et (MPa)1.21

13、e+05管子回转半径i3.154平均温度下管子材料弹性模量管子受压失稳当量长度lcr170Et (MPa)1.249e+05系数cr159.4平均温度下管子材料热膨胀系比值l . icr53.9数a1.153e-05管子稳定许用压应力b39.05管子外径d (mm)9.5管板：材料名称Q235-B管板强度削弱系数门0.4设计温度tp100管板刚度削弱系数口0.4设计温度下许用应M； (MPa)108管子加强系数K4.23设计温度下弹性模量Ep (MPa)1.97e+05管板和管子连接型式胀接，不开槽管板腐蚀裕量C2 (mm)2管板和管子接(焊接)高度l(mm)17管板输入厚度8 (mm)20许

14、用拉脱应力q(MPa)2管板计算厚度8 (mm)17.7隔板槽面积(包括拉杆和假官区面积)Ad (mm2)0管箱法兰：材料名称Q235-B法兰宽度bf (mm)45.5管箱法兰厚度8 ” (mm) f20比值8h/Di0.02265法兰外径Df (mm)400比值8 ”/Dfi0.06472基本法兰力矩m (N-mm)3.362e+06系数C”0.00管程压力操作工况下法系数少”0.002577兰力 Mp (MPa)1.34e+06旋转刚度Kf”(MPa)52.39壳体法兰：材料名称Q235-B系数少0.001598壳体法兰厚度8f(mm)18旋转刚度K(MPa)33.61法兰外径Df (mm

15、)400法兰外径与内径之比K1.294法兰宽度bf (mm)45.5壳体法兰应力系数Y7.666比值8s/Di0.01877旋转刚度无量纲参数Kf0.009666比值8 /D fi0.05825膨胀节总体轴向冈度、(N/mm)0系数C，0.00注：管板参数计算：管板开孔后面积A (mm2)4.21e+04管板布管区当量直径)(mm)271.41管板布管区面积A； (mm2)5.786e+04t系数计算：管板第一弯矩系数气0.3562管板第二弯矩系数m21.884系数V8.785 系数叫0.01283系数G2换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比Q换热管束与带膨胀节壳体刚度之比Qex系数泯A1/A系数

16、 1s系数t仅有壳程压力？作用下的工况(P = 0):换热管与壳程圆筒热膨胀变形差Y当量压力组合P (MPa)有效压力组合P： (MPa)基本法兰力矩系数Mm管板边缘力矩系数M管板边缘剪力系数v管板总弯矩系数m系数G1e系数 G11系数 G1管板径向应力系数6r管板布管区周边处径向应力系数Sr管板布管区周边处剪切应力系数Cp壳体法兰力矩系数Mws2.473系数 g3法兰力矩折减系数E0.8376管板边缘力矩变化系A M法兰力矩变化系数虬系数 P = na / A】0.5614管板布管区当量直径与2.364壳体内径之比3.035管板周边不布管区无量纲宽度k = K (1-pt)不计温差应力0.0

17、2.45.6730.045550.057820.50790.8710.24910.14340.24910.028370.070930.11390.01053计算值许用值计算值0.014260.40390.95650.61360.18490.87840.5143计温差应力 -1.155e-052.45.407 0.047790.06006 0.52770.8840.25290.14340.2529 0.02918 0.072940.11540.01143 许用值管板径向应力6r (MPa)68.8616267.48324管板布管区周边处径向应力(MPa)84.6816283.92324管板布管区

18、周边剪切应力 (MPa)13.915413.43162壳体法兰应力W(MPa)59.4916261.58324换热管轴向应力6t (MPa)-5.9966 t=63-4.95836t = 189壳程圆筒轴向应力6 (MPa)c618.97=39.05cr14718.316=39.05441换热管与管板连接拉脱应力q (MPa)0.198220.16392仅有管程压力P作用下的工况(P = 0):换热管与壳程圆筒热膨胀变形差Y当量压力组合Pc (MPa)有效压力组合P (MPa)不计温差应力计温差应力0.0-0.7109-1.821-1.155e-05-0.7109-2.087a操作情况下法兰力

19、矩系数M-0.05659-0.04936p管板边缘力矩系数M = M-0.05659-0.04936p管板边缘剪力系数V-0.4972-0.4336管板总弯矩系数m-1.155-0.8138系数G0.33030.2328系数G1i1.0970.8784系数 G11.0970.8784官板径向应力系数br0.041680.03757管板布管区周边处径向应力系数S-0.03136-0.02489管板布管区周边处剪切应力系数t0.037980.04278p壳体法兰力矩系数M-0.03569-0.03277计算值许用值计算值许用值管板径向应力br (MPa)32.4616233.55324管板布管区周

20、边处径向应力b (MPa) r28.1116228.23324管板布管区周边剪切应力 (MPa)-1.48854-1.922162壳体法兰探讨应力bf (MPa)64.7316268.13324换热管轴向应力球(MPa)4.75bt=635.8273bt=189b=39.05b=39.05壳程圆筒轴向应力% (MPa)5.8141475.223441换热管与管板连接拉脱应力q (MPa)0.15720.19272结论管板名义厚度8 (mm)20管板校核通过换热管内压计算计算条件设计压力P (MPa)0.60试验温度许用应力b(MPa)67.00设计温度t (C)100.00设计温度许用应力bt

21、(MPa)63.00内径D (mm)8.30钢板负偏差C (mm)0.00材料名称BFe10-1-1腐蚀裕量C (mm)0.00材料类型管材2焊缝接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度(mm)0.04名义厚度 (mm)0.60有效厚度(mm)0.60重量(kg)0.18压力及应力计算最大允许工作压力P (MPa)8.49438设计温度下计算应力bt(MPa)4.45削63.00校核条件削 分6结论换热管内压计算合格换热管外压计算计算条件设计压力P (MPa)-2.40试验温度许用应力b(MPa)67.00设计温度t (C)100.00设计温度许用应力bt(MPa)63.00内径D (mm)8.

22、30钢板负偏差C (mm)0.00材料名称BFe10-1-1腐蚀裕量C (mm)0.00材料类型管材2焊缝接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度(mm)0.62L/D4.97有效厚度(mm)0.60D/515.83名义厚度(mm)0.60A0值0.0047973外压计算长度L (mm)1192.00B值48.70外径D (mm)9.50重量(kg)0.18压力计算许用外压力P (MPa)3.87672结论换热管外压计算合格管箱法兰计算设计条件 TOC o 1-5 h z 设计压力 pc (MPa) :0.600计算压力p (MPa)0.600设计温度tC (OC)60.0法兰材料名称Q235-B法兰材料常温下许用应力of (MPa)116.0法兰材料设计温度下许用应力of (MPa)114.5法兰输