软件概要设计说明书范例(完整版)资料

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软件概要设计说明书范例（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）XX概要设计说明书拟制某某某日期2021年10月20日审核日期批准日期

文档修改记录修改日期版本/状态作者修改章节修改描述2021-10-17V1.0某某某初版V1.0发布

填写说明1.系统结构的定义本体系对整个软件系统按如下结构方式进行划分：系统子系统模块子模块其中：（1）“系统子系统”划分属于“系统设计”，在系统设计说明书中予以描述。（2）“子系统模块”划分属于“概要设计”，在本说明书中予以描述。（3）“模块子模块”划分属于“详细设计”，在详细设计说明书中予以描述。如果系统相对简单，可以省略“子模块”这一层次。2.如果填写了系统设计说明书，则在本说明书中略过“系统子系统”划分的相关内容（即第2章）。3.如果系统相对简单，不需要做“系统子系统”划分，这种情况下，取消填写系统设计说明书，只须填写本说明书，直接套用“子系统模块”划分（即第3章）进行“系统模块”划分（把其中“子系统”一词替换为“系统”），并删除本说明书中“系统子系统”划分的相关内容（第2章）。

目录1. 简介 11.1. 背景和目的 11.2. 范围 11.3. 术语和缩略语 12. 系统总体设计 12.1. 任务概述 2 目标 2 需求概述 22.2. 设计概述 2 总体约束 2 系统外部接口 2 设计方案概述 22.3. 系统架构设计 3 系统的逻辑架构设计 3 系统的物理架构设计 42.4. 子系统定义 5 子系统列表 5 子系统间关系 53. 子系统1设计 63.1. 任务概述 6 目标 6 需求概述 63.2. 设计概述 6 总体约束 6 子系统外部接口 7 设计方案概述 83.3. 子系统架构设计 83.4. 模块定义 10 模块列表 10 模块间关系 11 模块描述 114. 非功能性需求的实现方案 126.1. 性能的考虑 126.2. 兼容性的考虑 136.3. 安全的考虑 136.4. 可移植性的考虑 136.5. 集成与测试的考虑 136.6. 可扩展性的考虑 136.7. 可靠性的考虑 136.8. 可维护性的考虑 145. 难点及解决方案 146. 参考资料 147. 附录 15简介背景和目的本文档编制的目的是说明对软件系统的设计考虑，包括软件系统的基本处理流程，软件系统的组织结构、模块划分、功能分配、接口设计、运行设计、数据结构设计和出错处理设计等，为软件的详细设计奠定基础。范围本文档适用于消息推送项目二期产品的服务端。术语和缩略语缩略语英文全名中文解释XMPPTheExtensibleMessagingandPresenceProtocol可扩展通讯和表示协议系统总体设计{裁剪说明：如果已编写系统设计说明书，或项目不做“系统子系统”划分，此章省略；否则内部的各节必须按要求填写。}{“系统──>子系统”划分。}{目的：1）设计系统整体框架：系统最高层次的逻辑结构、物理结构；2）子系统的划分与依赖关系定义、子系统之间的接口定义、子系统功能定义。}任务概述目标实现目标和功能。需求概述参考“软件需求规格说明书”。设计概述总体约束系统外部接口设计方案概述建立一套即时通讯&消息推送的解决方案：云端运用spring+mina+jgroups建立一个分布式的服务端系统，以XMPP协议提供接口；终端运用smack建立一个XMPP协议的客户端，调用协议接口实现消息接收和终端展示。系统架构设计系统的逻辑架构设计单IDC服务器架构图分六层结构：负载均衡层、接入层、逻辑处理层、数据访问层、数据层、WEB层。负载均衡层：TV终端通过域名访问云端，DNS智能解析终端的IP地址让它连接就近的分发服务器，从分发服务器获取接入服务器列表，然后断开XMPP连接；接入层：TV终端和接入服务器建立XMPP长连接，创建会话；逻辑处理层：终端协议服务器、推送服务器（RS）、统计服务器。终端协议服务器：终端往接入服务器发送协议包，接入服务器转发给终端协议服务器处理；推送服务器：负责从MQ取出消息、解析消息（条件体和消息体）、终端在线和离线查询、按各接入服务器有哪些终端登录把消息包分发给接入服务器；统计服务器：运用quartz执行定时任务，实现终端每天在线数、终端每小时在线数、终端每天激活数、终端登录次数、消息推送结果等统计功能。数据访问层：提供数据访问组件，如MysqlJDBC接口、jedis缓存接口。提供第三方推送接口，供第三方云端调用的API，提供单点推送（明消息/暗消息）、条件（区域+机型）推送、regid推送。数据层：Mongodb集群，Mysql数据库（主从+读写分离），ActiveMQ消息队列，Redis缓存服务器。WEB层：运营平台、第三方推送平台。多IDC服务器架构图需要整理系统的物理架构设计子系统定义子系统列表子系统编号子系统名称（标识）功能描述开发方式1运营平台子系统由超级管理员和运营人员使用，提供第三方管理、基础数据、消息管理、运维、统计、系统设置、日志查询等功能。自行开发2第三方推送接口子系统供第三方云端调用的API，提供单点推送（明消息/暗消息）、条件（区域+机型）推送、regid推送。自行开发3第三方推送平台子系统给第三方使用，提供开发者账号注册、应用管理、消息发布、消息推送结果查询等功能。自行开发4推送服务器子系统云端的一个逻辑服务器，实现从MQ取出消息、解析消息（条件体和消息体）、终端在线和离线查询、按各接入服务器有哪些终端登录把消息包分发给接入服务器。自行开发5后台任务子系统云端的后台任务系统，运用quartz执行定时任务，实现终端每天在线数、终端每小时在线数、终端每天激活数、终端登录次数、消息推送结果等统计功能。自行开发6云端与终端接口：分发服务器、接入服务器、终端协议服务器为消息盒子终端提供云端接口，用XMPP协议。提供获取接入服务器列表、电视终端获取唯一标识userid、以userid登录认证、建立会话及长连接、推送消息、反馈消息接收和点击情况、终端应用激活上报等协议。自行开发7云端集群在云端用JGroups技术组建一个集群，管理各逻辑服务器，实现各成员之间的通讯、成员状态反馈、成员列表维护等功能。自行开发注：开发方式可选：采购、外包、自行开发、复用。子系统间关系{裁剪说明：必填}{明确子系统之间的调用关系、子系统间的接口（消息、数据结构）以及相关子系统之间的协同工作，可以使用结构图、（交互）事务图、消息序列图、ER图描述。}子系统1设计{裁剪说明：必填}{标题上加入子系统的编号及名称（标识）}{“子系统──>模块”划分。}{目的：1）设计子系统整体框架：子系统的逻辑结构；2）模块的划分与依赖关系定义、模块之间的接口定义、模块功能定义。}任务概述目标{裁剪说明：可选}{说明设计意图目标（总目标、分期目标）、作用范围等。}需求概述{裁剪说明：可选}{解释软件产品将完成或不完成的功能（可以直接描述也可以参考相关文档）}设计概述总体约束开发规范（1）编码约定{规定代码体系、模块之间的接口和命名规则。}（2）文件约定{规定子系统的所有配置、日志等文件命名方式与格式。}（3）目录约定{规定子系统的目录结构，包括运行目录、源文件目录、配置目录、日志目录、数据目录等。}ＸＸ约束{列出对软件设计有重要影响的系统内外部约束和限制，可选的约束包括：•

用户环境•

内存或其它资源限制•

数据存储和分发需求•

安全和可靠性需求•

性能需求•

测试和可维护性需求}子系统外部接口{裁剪说明：如果第2章已删除，这里必填（如果有）。}{描述该软件子系统与外部实体的接口，包括用户界面、软件接口、硬件接口和通信接口。}{软件子系统的外部实体，包括：操作系统、驱动程序、硬件、中断、其它软件子系统等。}{描述待开发软件子系统与外部实体的关系，可以使用系统架构图、顶层数据流图、事务图等来描述系统结构和交互关系，并标示出外部实体和本系统相互作用的性质（比如：消息、库调用）和类型（比如：OS服务、通信服务、系统工具等）。}{详细描述子系统外部接口的参数，如：•

接口名称•调用方式

•传输的数据：–哪些数据项？

–数据格式？

–长度？

–类型？

•频度（实时/批处理）

•数据同步机制

•平台无关性

•遵循的标准

•提供的功能

•前置条件

•后置条件

}设计方案概述{裁剪说明：必填。如果在“3.1设计概述”中已描述过的部分，可略。}{描述内容包括：（1）整个设计所采用的方法：面向对象设计还是结构化设计（2）采用的系统架构：例如MVC架构、N层架构（3）使用的相应技术和工具：例如OMT、Rose、Visio（4）采用的框架技术的形式（5）使用的设计模式：层模式、微内核模式、代理模式等（6）描述资源/内存分配，Flash资源/文件分配（7）描述哪些模块采用软件复用}子系统架构设计{裁剪说明：必填}{定义子系统的总体逻辑结构，定义模块划分以及模块之间的依赖关系。}{可以采用分层结构描述如何将子系统分解为模块。}{结构描述可以使用结构图、层次分解图、数据流图，并用文字说明相互间的关系。}{举例，绘制结构图如下：具有继承等关系的类图的可使用UML等工具画出关系图，如下：}模块定义模块列表{裁剪说明：必填}{列举模块时，可以采用表格方式（编号可以省略）。}模块编号模块名称（标识）功能简述开发方式注：开发方式可选：采购、外包/自行开发/复用模块间关系{裁剪说明：必填}{明确模块之间的调用关系、模块间的接口（消息、数据结构）以及相关模块之间的协同工作，如模块间时序图，协作图，以及系统之间状态切换流程图。}模块描述模块1{标题上加入模块的编号及名称（标识）}1）功能描述{裁剪说明：必填}{说明该模块具备什么样的基本功能，以及每个功能之间的相互关系。}2）性能描述{裁剪说明：必填}{说明对模块的性能要求，包括精度、时间特性和处理速度。}3）接口描述{裁剪说明：必填}{说明与其它模块的接口，与其它系统或硬件的接口。}{对于接口函数，可以采用以下形式描述：接口1：形式：输入：输出：返回：描述返回什么。描述：总体描述该接口实现的目的。}{需要明确的信息包括：（1）输入项列出模块每一个输入项的特性，包括名称、标识、数据的类型和格式、数据值的有效范围、输入方式、数量和频度、输入介质等；可以是逻辑层面的输入项，如：图片资源、媒体流、网络数据等，也可以是具体的物理层面的输入项，如变量1、变量2，等等。（2）输出项列出模块每一个输出项的特性，包括名称、标识、数据的类型和格式，数据值的有效范围、输出方式、数量和频度、输出介质等。}4）配置描述{裁剪说明：可选}{说明该模块所处的逻辑位置、物理位置，如指明模块放在哪个应用服务器或客户端的哪个目录、哪个文件（库），或是在数据库内部建立的对象。}模块2非功能性需求的实现方案{裁剪说明：整章可选}性能的考虑{如：为满足延时、吞吐量等性能，在既定硬件环境约束下所采取的设计方案。}兼容性的考虑{对以前版本的兼容，以及平滑升级的考虑。}安全的考虑{如：作为应用软件，在安全方面更多的是考虑访问控制，包括使用什么样的权限管理、分配、验证方案。}可移植性的考虑{系统如果有跨平台的需求，要考虑操作系统、中间件、应用服务器特性、数据库及第三方服务移植。描述如何在不同的平台移植，是否为可配置的？}集成与测试的考虑{各个子系统以及模块以什么先后次序进行开发、集成（组装）和测试，即是采用自底向上法还是自顶向下法。}可扩展性的考虑{不仅有对系统功能扩展的设计考虑，还要考虑系统的性能扩展，即可伸缩性。即考虑：（1）如何最低成本地添加新的功能？（2）如何最低成本的复制一个新系统，并且新旧系统可以做成统一体？}可靠性的考虑{对故障检测、故障隔离、故障恢复、容错、冗余、备份的设计考虑。}可维护性的考虑{内容应涉及：（1）系统模块是否可以装配？功能模块是否可以配置？整个系统是否已经参数化？（2）提供什么样的维护方式、接口及介面？描述为了系统维护而在系统设计中作出的安排，包括在程序中专门安排用于系统的检查与维护的检测点和专用模块，如打印信息的打印规则设计（含打印的形式，关闭和打开打印调试信息的方法等）。（3）有哪些日常维护需求，并且如何处理？}难点及解决方案{裁剪说明：可选}{列出可能的疑难问题，并尽可能能给出基本解决思路（包括关键算法、时序、数据结构等）。可采用表格方式。}难点描述可采取的解决方案参考资料{裁剪说明：可选}{列举编写软件产品概要设计报告时所用到的项目中的其他文档或资料。}附录{裁剪说明：可选}{在此列出需要补充的相关文档和技术问题。}宁夏大学2006届毕业设计题目：釜式换热器的设计学院：机械工程学院系别：过控系专业：过程装备与控制工程学号：200212845682006年5月目录1概述…………32设计计算……………………52.1主要技术参数的确定……………52.2釜式换热器的结构设计…………5总体结构设计………………5换热器管程设计……………7换热器壳程设计……………82.3元件的强度设计………………9筒体………………………9开孔补强设计计算………113标准零部件的选用及主要零部件的设计………………153.1法兰的选用………………………15容器法兰的选用.……………15管法兰的选取………………163.2封头………………173.3管板………………183.4堰板………………194鞍座的设计………………194.1鞍座的选取……………………194.2鞍座位置的设置…………………19鞍座位置的相关标准的要求………………19设备总长的确定……………20A值的确定…………………204.3力的计算…………20重量产生的反力……………20地震产生的力………………21风载产生的力………………24热膨胀产生的力……………264.4总合力计算………………………274.5应力校核…………29轴向应力……………………30切向应力……………………31周向应力……………………314.6结论………………325三维实体造型设计…………………325.1软件介绍…………325.2主要零部件的造型设计…………32管箱封头的设计……………32鞍座的设计…………………34螺母的设计…………………355.3装配体的设计……………………355.4工程图的生成……………………38设计总结……………………41注释…………43参考文献……………………44谢辞…………45附件…………461概述换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,是在化工、石油、石油化工、冶金等领域普遍应用的一种工艺设备，在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%～45%。近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。在近年来国内在节能、增效等方面改进换热器性能，在提高传热效率，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。换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。管壳式换热器虽然在换热效率、设备体积和金属材料的耗量等方面不如其他新型换热设备，但他又结构坚固、操作弹性大、可靠程度高、适用范围广等优点，所以在各种工程中得到普遍使用。而本次毕业设计的题目就是有相变传热的釜式换热器，它也是管壳式换热器的一种，广泛应用于石油及化工领域，又称釜式再沸器。换热器作为节能设备之一，在国名经济中起到非常重要的作用。换热器的结构决定了换热器的性能，一种性能能否发挥其作用取决用设计着如何选择合理的结构，任何一个场合都有适应于这个特点的换热结构。要是传热效率提高、能耗下降、就必须了解换热器的机构特点，在这次设计中结构设计也就作为重点之一。设计题目在毕业实习之前就已确定，任务涵盖了两部分内容，一是设备设计部分；二是在设备设计的基础上进行三维实体辅助造型设计。设备设计包括总体结构设计和各个组成的结构设计以及强度设计，主要零部件的设计和选型以及校核。三维实体辅助造型设计是利用软件SolidWorks来完成的，包括各个零部件的造型设计、装配体的设计和工程图的生成。工作任务是比较繁重的，在实习过程中，见到最多的是固定管板式换热器，却未见到釜式设备，对于釜式换热器的局部结构始终无法想象，关于釜式换热器的介绍资料在图书馆的资料库里，找到的不多。在经过多次考虑和导师的探讨，才对它的总体结构确定了下来，然而解决后新的问题又摆在面前，在过去的学习中，并未对SolidWorks做深入的学习和应用，当要系统的完成一个完全有自己设计的设备建模时遇到了太多的问题，每个功能的应用和实现过程有时需要摸索很多次，而且往往会在建模时会发现设计的合理性出问题，对前面的设计计算进行反复的修改，直到最后完成工程图的生成，才完成了设备的全部设计，可以说，每一步都紧密联系在一起，相互制约着。但同时也让我体会到设计者和制造者之间的矛盾和联系，设计者有时是无法注意到制造问题的，而SolidWorks可以让设计者先对自己的设计做一个检验。通过本次设计使我对所学的专业知识有了更深刻地认识，并从中学到了很多课本上无法得到的东西，通过自身的努力和学习，通过导师的细心指导，使我不仅在知识水平上和解决实际问题的能力上有了很大的提高，而且深刻体会到要把所学的知识理论变成可实际应用的设备时，所面对的种种难题，认识到提高运用知识，解决实际问题的能力的重要性，由于时间仓促和经验不足，难免存在很多问题，敬请各位老师指导！2设计计算2.1主要工艺参数的确定壳程管程介质水、水蒸气再生气设计压力SKIPIF1<00.43.2设计温度℃210340换热面积SKIPIF1<0260接管规格：再生气进口DN300；再生气出口DN300水进口DN300；水出口DN300蒸汽出口DN4002.2釜式换热器的结构设计总体结构设计选择了比较带蒸发空间的传统的结构形式，由管箱、小端壳体，斜锥壳体，大端壳体、管板、法兰、换热管等零部件组成。如图2—1所示图2—1换热器管程设计SKIPIF1<0换热管换热管的形式换热管形式有光管、各种翅片管、螺纹管、异形管等。光管是作为管壳式换热器的传统形式，当前应用非常普遍，廉价，易于制造、安装、检修、清洗方便。随着节约材料，节约能源的强化传热技术研究的发展，光管不断受到冲击，但是依据本设计的技术参数和考虑制造成本，依然选用光管。管径采用标准管径的换热管。小管径可使单位体积的传热面积增大，结构紧凑，金属耗量减少，传热系数提高。将同直径换热器的换热管有SKIPIF1<0改为SKIPIF1<0使换热面积可增加40%左右，节约金属20%以上，但小管径流体阻力大，不便清洗，易结垢，堵塞。一般大直径管子用于粘性大或污浊的流体，而再生气成分未定，选用SKIPIF1<0㎜×2.5㎜的无缝钢管。管长管子过长清洗安装均不方便。一般取6SKIPIF1<0以下，对于卧式设备，管长与壳径之比应在6-10范围内，本设计采用标准管长6SKIPIF1<0。管材选用20号钢。管束确定估算单根换热管面积ASKIPIF1<0SKIPIF1<0A—单根换热管的面积㎡d—无缝钢管直径㎜SKIPIF1<0—无缝钢管壁厚㎜SKIPIF1<0所需的换热管数n=SKIPIF1<0F—要求工艺换热面积㎡，F=260㎡SKIPIF1<0SKIPIF1<0㎜×2.5㎜的换热管的拉杆至少需要6根，故所需换热管管数至多608根。管板管板是管壳式换热器最重要的零部件之一，用来排布换热管、将管程与壳程的流体分开，避免冷热流体混合，并同时受管程压力、壳程压力和温度的作用。管板材料在选择管板材料时除考虑力学性能外还应考虑管程和壳程流体的腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响，由于此设计中的再生气主要成分为二氧化碳，选用一般压力容器用钢16MnR。列管形式排布考虑到管外是水易清洗，采用正六边形排列。换热管中心距要保证管子与管板连接时，相邻两管间的净空距离有足够的强度和宽度，一般不小于1.2倍的换热管外径，因此换热管的中心距选标准S=32㎜。管板上排列管子的根数六角形14层，实际可排721根，对角线上的管数N=29，不计弓形部分可排管子总数为631根。管板与壳体和管箱的连接管板与壳体的连接形式分为两类：一种是可拆式，一种是不可拆式。对于釜式换热器特殊的结构形式，考虑维修方便，以及再生气的腐蚀性并不大，气密性要求不高，管板不做法兰设计中采用如图3—1所示的连接形式：图2—1加紧式连接换热管与管板的连接形式换热管与换热管的连接在管壳式换热器的设计中是一个比较重要的结构部分，它不仅给加工工作量大，而且必须使每个连接处在设备运行中，保证无泄漏及能承受介质压力。从制造工况以及经济等方面考虑，我选用了强度焊。3）管箱管箱的作用是把从管道输送来的流体均匀地分布到各换热管内，和把管内流体汇集在一起送出换热器，在多管程换热器中，管箱还起到改变介质的流向的作用，由于我采用的釜式换热器的特殊结构形式，我选用封头管箱，并用两程，隔板尺及结构见图3—3。但是由于采用了2程分程，隔板槽两侧管心距至少取44㎜。图2—3分程隔板换热器壳程设计课程内主要由壳体、折流板、支撑板、拉杆、定距管、滑板等结构组成。1）壳体结构见设计图纸。2）折流板折流板的作用是为了提高壳程流体流速，迫使流体按规定的路径多次横向流过管束，增加湍动程度，以提高管间对流传热效率。而对于釜式换热器，折流板即起着流作用又起支撑作用。由于弓形折流板中，流体只经过圆缺部分而垂直流过管束，流动中死区较少，所以较为优越，结构也简单。弓形折流板的圆缺率为25%左右。折流板的缺口应尽量靠近管排，此采用上下方向排列，可造成流体剧烈扰动，以增大传热系数。弓形折流板的间距一般不应小于壳体内径的20%,且不小50㎜，并相邻两块折流板间距不得大于壳体内径。由于换热管总长为6000㎜，去折流板间距为750㎜，可以计算需要7块折流板。折流板的安装固定时通过拉杆和定距管来实现的，每一根拉杆的最后一块折流板是与拉杆焊接的。其缺口的弦高取0.3倍的圆筒内径，h=300㎜。对于卧式换热器，为在停车时排进课程内残留也和在换热过程中伴随有气相的产生，则在折流板顶和底部需设置缺口，其角度为SKIPIF1<0，高度为15～20㎜，共排除换热器内残留也和气体用。折流板的厚度是根据换热器直径和换热管无支撑跨距来实现的，SKIPIF1<0表3—5查得折流板的最小厚度为10㎜。它的名义外径为DN－6=SKIPIF1<0㎜。3）拉杆拉杆常用形式有两种：一种为拉杆和折流板焊接形式，一般用于换热管外径小于或等于14㎜的管束;另一种为拉杆定居管结构形式，用于换热管外径大于或等于18㎜的管束。拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘，对于大直径的换热器，再不管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，拉杆直径选用SKIPIF1<0。4）滑板用来支撑折流板，并在安装时起到导轨和滑轨的作用，便于安装和拆卸，并在设备工作时防止由于介质的冲击引起的震动和浮动，它的长度定为5000㎜，有两根组成。材料选用SKIPIF1<0。2.3元件的强度设计SKIPIF1<0换热器是由客体、管箱、封头、官板、法兰、换热管等受力元件组成，各元件都需要进行强度设计计算，以确保在运行时安全可靠。由于官板受力情况复杂，影响管板强度的因素很多，有管内外压力，温度生产的应力，法兰力矩和换热管的支撑力等的影响，故正确地进行管板分析计算是比较复杂的，在此由于时间的关系，不予校核设计。壳体小端壳体直径的计算给予管板相连接的壳体，因此其厚度应根据壳体内径应等于或大于管板布管最大圆的直径，所以从管板直径的计算可以确定壳体的内径。SKIPIF1<0D—壳体计算内径，㎜；S—管心距，㎜；b—最外层的六角形对角线上的管数，b=29；e—六角形最外层管中心到壳体内壁距离，一般取SKIPIF1<0。SKIPIF1<0但根据圆筒的内径标准系列，只能取SKIPIF1<0。大端壳体直径的确定釜式换热器是需要在壳体的上部设置适当的蒸发空间，同时兼有蒸汽室的作用。页面的最低位置应比价热管的最上部表面高约50㎜，且大端直径和小段直径之比为1.5～2倍，锥形过渡段为SKIPIF1<0。因此去大端直径为2倍于小端直径，即为SKIPIF1<0=2000㎜。则由此可以得到斜锥的长度为SKIPIF1<0。壳体的壁厚SKIPIF1<0根据工艺条件可知，本设计的釜式换热器属于中低压容器，选用压力容器常用钢16MnR，壳体的计算厚度SKIPIF1<0SKIPIF1<0—计算厚度，㎜；SKIPIF1<0—计算压力，取设计压力0.4SKIPIF1<0；SKIPIF1<0—圆筒内径，㎜；SKIPIF1<0—需用应力，SKIPIF1<0，由于200℃时SKIPIF1<0=170SKIPIF1<0，250℃时SKIPIF1<0=156SKIPIF1<0，用试差法计算在210℃是SKIPIF1<0=176.4SKIPIF1<0；SKIPIF1<0SKIPIF1<0—焊缝系数，SKIPIF1<0=0.85。SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=2.8㎜16MnR的负偏差为SKIPIF1<0=0，取腐蚀余量SKIPIF1<0=2㎜，因此钢板的名义厚度可取SKIPIF1<0。但作为大端直径为2000㎜的圆筒的最小厚度为SKIPIF1<0=14㎜，小端直径为1000㎜的圆筒的最小厚度为SKIPIF1<0=10㎜。为制造方便和考虑经济成本小端和大端直径以及斜锥壳都取SKIPIF1<0=14㎜。进行水压实验校核：即SKIPIF1<00≤0.9SKIPIF1<0F—要求工艺换热面积㎡D—壳体计算内径，㎜；S—管心距，㎜；b—最外层的六角形对角线上的管数，b=29；e—六角形最外层管中心到壳体内壁距离，一般取SKIPIF1<0SKIPIF1<0—计算厚度，㎜；SKIPIF1<0—计算压力，取设计压力0.4SKIPIF1<0；SKIPIF1<0—圆筒内径，㎜；SKIPIF1<0—需用应力，SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0—有效厚度，㎜；SKIPIF1<0—屈服应力，SKIPIF1<0=340SKIPIF1<0；SKIPIF1<0=1×9.81×2000=0.01962SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=0.51962SKIPIF1<0SKIPIF1<0=50.22SKIPIF1<00.9SKIPIF1<0=0.9×0.85×340=260.1SKIPIF1<0SKIPIF1<0<0.9SKIPIF1<0，由此可知筒体厚度取14㎜完全符合要求。管箱厚度计算SKIPIF1<0由于管箱受到的压力与壳体受到的压力不同，但选用了封头管箱，并且封头选用了标准椭圆封头，由此其计算厚度按封头的计算厚度，即SKIPIF1<0SKIPIF1<0—计算压力，取设计压力，SKIPIF1<0=3.2SKIPIF1<0SKIPIF1<0—需用应力，340时SKIPIF1<0=136.4SKIPIF1<0；SKIPIF1<0SKIPIF1<0—焊缝系数，SKIPIF1<0=1。SKIPIF1<0=11.79㎜取腐蚀余量为2㎜，16MnR的负偏差为0，因此可取其名义厚度为14㎜。开孔补强设计计算SKIPIF1<0开孔补强设计就是适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减少到某一允许数值。采用基于弹性失效设计准则的等面积布强圈，主要用于补强圈结构的布强设计计算。规定不需要另行补强的接管外径要小于或等于89㎜，故5个孔都需补强。再生气进出口（DN300）开孔所需最小补强面积A对于受内压的圆筒，所需的补强面积SKIPIF1<0A—开孔削弱所需要的补强面积，SKIPIF1<0；SKIPIF1<0—开孔直径，圆形孔等于接管内径加2倍，厚度附加量，SKIPIF1<0=325+0=325㎜；SKIPIF1<0—壳体开孔处的计算厚度，㎜；SKIPIF1<0—接管的有效厚度，SKIPIF1<0=SKIPIF1<0-C=14-2=12㎜；SKIPIF1<0—强度削弱系数，SKIPIF1<0，即设计温度下接管材料与壳体材料需用应力之比，当SKIPIF1<0>1.0时，就取SKIPIF1<0=1.0。SKIPIF1<0=136.4SKIPIF1<0，SKIPIF1<0=92SKIPIF1<0，故取SKIPIF1<0=1.0。A=325×11.79+2×11.79×12（1－1）=3831.75㎜有效补强范围有效宽度B取二者中最大值B=2dB=d+2SKIPIF1<0式中B—补强有效宽度，㎜；SKIPIF1<0—壳体开孔处名义厚度，㎜；SKIPIF1<0—接管名义厚度，㎜；B=2×325=650㎜B=325+2×14+2×14=381㎜故B=650㎜。有效厚度外侧有效高度去式中较小值SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0接管实际外伸高度=300㎜故SKIPIF1<0=67㎜。内侧有效高度SKIPIF1<0取式中较小值SKIPIF1<0SKIPIF1<0=接管实际内伸高度=0故SKIPIF1<0=0。有效补强面积壳体多余金属面积SKIPIF1<0=（650-325）（12-11.79）-0=68.25SKIPIF1<0接管多余面积SKIPIF1<0接管计算厚度SKIPIF1<0SKIPIF1<0=2×67.45（12-5.38）10+0=893.0SKIPIF1<0补强区焊缝面积SKIPIF1<0焊脚取6.0㎜SKIPIF1<0=2×SKIPIF1<0×6.0×6.0=36SKIPIF1<0则SKIPIF1<0所需另行补强的面积SKIPIF1<0故需另行补强，采用补强圈补强。补强圈的设计补强圈外径D应不大于有效宽度B=650㎜。取外径D=550㎜，公称直径DN300，内径d=329的补强圈。补强圈的厚度SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=2834.5÷（550-329）=12.8㎜考虑钢板的厚度麸皮偏差并经圆整，实取补强圈的厚度为14㎜，其质量为16.8㎏。水蒸气出口（DN400）允许不另补强的最大接管外径为SKIPIF1<0，故本开孔需要另行考虑其补强。开孔所需的补强面AA=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=0.82A=402×2.8+2×2.8×12×（1-0.82）=1125.6+22.176=1147.776SKIPIF1<0有效的补强范围有效宽度B取二者较大值B=2d=2×402=804㎜B=SKIPIF1<0外侧有效高度SKIPIF1<0取二者较小值SKIPIF1<0SKIPIF1<0接管实际外伸高度＝150㎜故SKIPIF1<0=75㎜1。内侧有效高度SKIPIF1<0SKIPIF1<0=0。有效补强面积SKIPIF1<0壳侧多余金属面积SKIPIF1<0SKIPIF1<0=（804-402）（12-2.8）-2（14-2）（12-2.8）（1-0.67）=3625.5SKIPIF1<0接管多于金属面积SKIPIF1<0接管计算厚度SKIPIF1<0=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=2×75×（12-0.69）×0.67+0=1136.66SKIPIF1<0由于SKIPIF1<0，故计算至此，已经可以得出蒸汽出口开空不再需要另行补强。水进出口开孔补强设计（DN300）由前面水蒸汽开孔补强计算的计算得出，由于水进出口的公称直径小于水蒸汽出口的公称直径，由此，也不需要另行补强。标准零部件的选用及主要零部件的设计SKIPIF1<03.1法兰的选用SKIPIF1<0法兰标准分为压力容器法兰标准和管法兰标准，其尺寸和密封面的形式的确定是由法兰的公称直径和公称压力来确定的。容器法兰的选用由于长颈对焊凸凹密封面法兰，安装时易于对中，还能有效的防治垫片挤出压紧面，并且利于密封，适用于SKIPIF1<0的压力容器。小段的管箱与管板及筒体的连接选用如图3—1所示的法兰连接。材料选用16SKIPIF1<0。图3—1容器法兰DN=1000㎜,D=1215㎜,SKIPIF1<0SKIPIF1<0=1110㎜,SKIPIF1<0=1097㎜,SKIPIF1<0=100㎜,H=175㎜,h=42㎜,SKIPIF1<0=28㎜,SKIPIF1<0=32㎜,R=15㎜,d=33㎜,对接筒体的最小厚度SKIPIF1<0=14㎜，螺栓选用48个SKIPIF1<030×250，法兰质量为SKIPIF1<0=334.2㎏对于浮动端的管板与封头的连接选用了带法兰的球冠型封头，因此其尺寸暂不与设计，它属于非标准件。管法兰的选取管法兰的设计采用1997年由原化学工业部颁发的《钢质管法兰、垫片、紧固件》标准来选取的。根据压力不同，选用了不同的法兰形式，具体数据见表3—1。如图3—2和图3—3所示，材料选用20号钢。表3—1标准形式公称直径SKIPIF1<0钢管外径SKIPIF1<0法兰外径SKIPIF1<0法兰厚度SKIPIF1<0螺孔直径SKIPIF1<0颈的直边高度SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0带颈对焊3003255152845018SKIPIF1<0SKIPIF1<0板式平焊300325440243950SKIPIF1<0板式平焊400426540284950图3—2管法兰图3—3管法兰封头对于封头在前面计算时我已对此作了较粗略的说明，根据SKIPIF1<0在小端和大端都选用了标准椭圆封头。在这里给出具数据，以供下面的设计计算作参考。见表3—2。材料选用16MnR。表3—2公称直径直边高度SKIPIF1<0曲面高度SKIPIF1<0容积SKIPIF1<0/㎡壁厚SKIPIF1<0质量SKIPIF1<0/㎏1000402500.162141362000405001.17314511对于浮动端得封头选用了带法兰的球冠封头，这样既可以节约材料，也可以减少能量的耗损，它的体积小，法兰的厚度又薄，在我翻阅大量的资料当中可以看到，选用带法兰的球冠封头是比较成熟的，但计算过程比较复杂，这里不再阐述，如图3—4所示，材料选用45号钢。图3—4带法兰球冠封头其中SKIPIF1<0=997㎜，SKIPIF1<0=950㎜，SKIPIF1<0=910㎜，螺孔直径为26㎜，共用32个SKIPIF1<0的螺栓来连接。3.3管板管板是管壳式换热器最重要的零部件之一。用来排布换热管、将管程与壳程的流体分开，避免冷热流体混合，并同时受管程压力、壳程压力和温度的作用。管板的设计是否合理对确保换热器的安全运行、节约材料，降低制造成本是至关重要的。但是由于计算复杂，直接选用了和借鉴了有关资料中给出的标准中给出的尺寸。考虑到制造和维修的方便，对固定端的管板与浮动端的管板分别作了如下的设计尺寸，见3—5和3—6。图3—5固定管板图3—6浮动端管板堰板堰板设置在液体出口前，为保证加热管完全浸泡在沸腾的水中，因此取其直径为2000㎜，弦高为1000㎜，厚度为10㎜，材料用SKIPIF1<0。鞍座的设计SKIPIF1<04.1鞍座的选取鞍式支座分为轻型（代号A）和重型（代号B）两种，同样公称直径轻型鞍座比重型鞍座承载能力小，自身重量轻，根据GB/T4712—92,选取了轻型（A型）DN（1000～2000），SKIPIF1<0包角带垫板的鞍式支座。材料选用SKIPIF1<0（鞍座专用钢材），垫板材料与筒体的材料相同。对于同一型号的鞍式支座又有固定鞍座（F型）和滑动鞍座（S型）两种。但一般都是成对选用，即选一个F型和一个S型，以适应温度变化引起的伸缩，以减少温差应力。鞍座位置的设置鞍座位置的相关标准的要求对于双支座上受均布载荷的简支梁，若梁的全长为L，则当外伸端长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和制作截面处的弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座处圆筒的截面处除弯矩以外的其他载荷，而且支座截面处应力比较复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB《钢制卧式容器》规定去A≤0.2L，A值最大不超过0.25L。否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。其中A为封头切线至支座中心线之距离，L为封头切线之距离，此外，由于封头的抗弯刚度具有局部加强的作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此JB4731还规定了当满足A≤0.5SKIPIF1<0（SKIPIF1<0为圆筒的平均半径，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0为圆筒的名义厚度，为了分析方便，设计中用圆筒的内半径SKIPIF1<0代替SKIPIF1<0）.设备总长的确定首先考虑换热管的长为SKIPIF1<0=60000㎜，而大端封头的长度为SKIPIF1<0=540㎜，水出口的直径为325㎜，并考虑到设置堰板的适当距离，取从浮动端管板到封头的距离SKIPIF1<0=650㎜，管箱封头的总长考虑到再生器进出口开孔的布强圈的直径，以及容器法兰的厚度取SKIPIF1<0=740㎜，与此取设备总长SKIPIF1<0+△=6000+540+650+740+△=8720.A值的确定釜式换热器的手里主要集中在管板与换热管一侧，封头管箱内只有气体，其对壳体的作用力在计算时为方便暂时可以不计，故可以近似认为鞍座是受均布载荷作用的，依据的说明，取A=1200㎜。力的计算重量产生的反力设备本身的质量SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0=3767.08㎏其它附件的质量就取为SKIPIF1<0的5%，即设备的总质量为SKIPIF1<0=（1+0.05）×13767.08㎏=14455㎏物料的质量SKIPIF1<0由于物料本身占到了设备截面弦高1000㎜处，其余空间均被气体充满，故只要估算水的质量就可以了。SKIPIF1<0=11027㎏设备重量SKIPIF1<0设备操作时总质量mSKIPIF1<0=14455+11027=25482㎏SKIPIF1<0=25482×9.81=249978.42N支座的支反力F=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=124989.21NSKIPIF1<0地震产生的力地震引起固定端鞍座横向推力SKIPIF1<0SKIPIF1<0G—换热器总质量㎏，SKIPIF1<0—地震系数，SKIPIF1<0。SKIPIF1<0=124989.21N地震引起滑动鞍座横向推力SKIPIF1<0SKIPIF1<0地震引起固定鞍座反力SKIPIF1<0SKIPIF1<0H—鞍座地班子换热管中心线的距离，㎜，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0—两鞍座间的距离，SKIPIF1<0。SKIPIF1<0=36761.5SKIPIF1<0地震引起滑动鞍座的反力SKIPIF1<0SKIPIF1<0=36761.5N地震引起固定鞍座测向推力SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0—重量引起固定鞍座反力，N；SKIPIF1<0=62494.6N地震引起滑动鞍座测向推力SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0—重量引起滑动鞍座反力，N；SKIPIF1<0=62494.6N地震引起固定鞍座处的弯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0—重量引起固定鞍座处壳体轴向弯矩，N·㎜SKIPIF1<0SKIPIF1<0㎜SKIPIF1<0=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0N·㎜地震引起滑动鞍座处的弯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0—质量引起滑动鞍座处壳体轴向弯矩，N·㎜，SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0地震引起两鞍座间的弯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0—重量引起在两支座中间最大轴向弯矩，N·㎜SKIPIF1<0=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0N·㎜地震引起固定鞍座处测向弯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0N·㎜地震引起滑动鞍座处测向弯矩SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF