典型设备设计说明书

目第目第0章总 第一章塔设备设计说明 塔设备设计说明（以T0201为例 1.4.1T0201操作条 AspenPlus优化塔负荷性能和结构参 第二章反应器设计说明 2.3.4接管设 2.3.4.1EDA进料 2.5机械强度校核说明 第三章换热器设 第四章气液分离器选 设计依 分离原 4.5分离目4.5分离目 4.6设计过程（以V0201为例 第五章泵选 第六章储罐及回流罐的选 6.1选型依 6.2概 6.3缓冲罐（V0301）的选 第七章压缩机选 选型原 7.4压缩机（C0202）的选 00.1过程设备的基本要00.1过程设备的基本要0.2过程设备设计的作0.3过程设备设计与选型的主要内（2）确定设备的材质。根据工艺操作条件（温度、压力、介质的性质）求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等）求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等）第一章塔设备设计说明1.1塔设备选型设计依GB150-GB8175-GB/T25198-SHT3098-20853-20570-第一章塔设备设计说明1.1塔设备选型设计依GB150-GB8175-GB/T25198-SHT3098-20853-20570-21639-HG21515-塔设备作用说1-1246 序 塔设备位 塔设备名 81.3塔设备类型选81.3塔设备类型选表1- 板式塔和填料塔比项 板式 填料塔（散装填料 填料塔（规整填料压力 一般比填料塔 稍小，较适用于要求压 更空塔气速 比散装填料塔 稍小，但新型散装填料 较前两者 可比板式塔高塔效 效率稳定，大塔较塔直径1500mm以下效率较前两者高，无放小塔有所提 高，塔径增大，效率下 效液气 适应范围较 对液体喷淋量有要 范围较持液 较 较 较材质要 一般用金属材料 可用非金属耐腐蚀材 适应各类材作安装维 较容 较困 适 1.4塔设备设计说明（T0201为例1.4.1T0201操作1.4塔设备设计说明（T0201为例1.4.1T0201操作条T0201，1.4.1.1板式塔的塔板种 各种塔盘的性能比1-3塔盘类 优 缺 适用场泡罩 较成熟、操作稳定结构复杂、造价特别容易堵塞浮阀 效率高、操作范围浮阀易脱 变化筛 结构简单、造价易堵塞、操作弹性分离要求高、塔低、塔板效率 较 数较 直径大时一般比填直径800mm以下，一般比 质 较 适1-4T02011.4.1.3浮阀塔的优20%~40%，1-4T02011.4.1.3浮阀塔的优20%~40%，气液间的良好接触，故操作弹性比泡罩塔和筛板塔都宽，可以达到7～910%塔盘类型塔板效率处理能力操作弹 压 结 成筛 简 0.5浮阀 1.2- 一 0.9舌型 1.1- 简 0.6泡罩 复 舌型 结构简单、塔板阻操作弹性窄、效率分离要求较低力 闪蒸浮动喷射 压降小、处理量大浮板易脱落、效率分离要求较低较 减压因构造简单、易于制造，浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60%～80%，120%～130%1-5AspenplusCUP-Tower进行软件计算，通过比较来检查计算的正确性。第20块物性参数如表因构造简单、易于制造，浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60%～80%，120%～130%1-5AspenplusCUP-Tower进行软件计算，通过比较来检查计算的正确性。第20块物性参数如表1-6：1-6液相质量气相质量液相密度气相密度液相体积气相体积混合液表LVρLρV流量LS流量VS面张力δkg/hkg/hkg/m3kg/m3m3/hm3/hN/m序 项 参 设计压力 设计温度 设备直径 计算长度 序 介质组 参数（mole 1.5塔的工艺计1.5.1塔径的计DL L1SVL= 0.0559.811.5塔的工艺计1.5.1塔径的计DL L1SVL= 0.0559.81 931.045-2.61229.22 g——重力加速度uv,max——塔板气相空间截面积上最大的允许气速v——气相密度VS——气体体积流率Ls——液体体积流率KKsuv,max0.6011.506V2765.06/3600sAa27204.167189.153 A=0.11A0.110.85’A=0.11A0.110.85’da’24 40.9435塔径圆整后，D=1.2mA=0.7851.22A2765.06/36000.6795m2/uvA'AdAAd0.94350.09352t1.5.2溢流装降液管面积由《化工原理（下）》（叶世超等编.科学出版社）图图1-1弓形降液管的参1.对于堰长D的比值，一般单流图1-1弓形降液管的参1.对于堰长D的比值，一般单流型可取lwD=0.6~0.8，双流型可取D=0.5~0.7本次可取lwD=0.7。lw0.71.22.对于弓形降液管宽度Wd0.151.2离出，一般要求不应小于3-5s为AdHT0.11200.456.21s29.22/（2）溢流堰尺溢流堰长=0.84mwl图1-2液体收缩系数计算图223Ls E hwwl图1-2液体收缩系数计算图223Ls E hw取降液管低隙处液体流速uol0.25m/29.22/3600则降液管底隙高度为：hol0.84 1.5.3塔板结构设a塔径D>900mm2.5mcWS0.08m;Wsd.根据之前计算可知，降液管宽度为Wd=0.18md0=0.039m。（1）浮阀先确定塔板上所有浮阀在刚全开时的阀孔气速（临界速度），对型阀72.86.209m/d0=0.039m。（1）浮阀先确定塔板上所有浮阀在刚全开时的阀孔气速（临界速度），对型阀72.86.209m/ 开孔率按空塔气速和阀孔气速求得uv100%0.6795100%A0=AA0=1.10340.785NV0NV=94（2）浮阀排较多，如下图所示1-3Wd=0.18Ws’0.08mWs0.075m，边缘区宽取0.05m。选用的塔板为单溢流形式故鼓泡区面积可2r2sin1xAr2ra180xDWW0.60.2552r2sin1xAr2ra180xDWW0.60.255 2rDW0.60.05C2Ad=0.1120m2,20.152DA20.345 0.550.345 0.55220.7062a取同一横排的阀孔中心距t'=0.075mtt N94t由于塔直径D=1.2m，按同一横排的阀孔中心t’=0.075离t=0.10m的等腰三角形叉排方式得到最终的浮阀数，如图1- 阀孔数为942320.40.06852.3510-329.223Lh0.4hSLwwv6.842.6F0=8-120.039∅N2320.40.06852.3510-329.223Lh0.4hSLwwv6.842.6F0=8-120.039∅N940D10%-14%，1.5.4塔板流体力学验通过塔板上液层的压降hL。ho及气33guhd19.9019.6h0 v,maxL液体表面张力，Nhv,max22L0.40.06852.3510-329.2233h0.4hSlLwwhthdhLhohdhthdhLhohdhL0.05240.029PhfLg0.0814931.0459.81（1）沫夹少;塔板上清液层高度的降低使雾沫夹带量增大，在相同的塔板结构和操作条情况下，雾沫夹带可限制在每kg依下面两式分别计算泛点率F0.1kg 1.36LZSSF KCF其中ZLDWd1.20.18AbAT2Af0.943420.0935得CF=0.12，并查物性系数表取K=1.0 1.36LZSSF KCF2765.061.3629.22= 100%57%1 1.36LZSSF KCF2765.061.3629.22= 100%57%11.02 931.0450.780.94341VSF'100%100% 0.78AT泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带能够满足要求。0.153Llwh0式中0.153uol Hdhwhowhfh取降液管中泡沫层相对密度为∅0.5,HdHThw0.50.450.0685'AdHT0.11200.456.209s29.22/由于停留时间5s1.5.4塔板负荷性能50.0392S4取泛点率F1=0.7，则： 1.36LZ 1.3650.0392S4取泛点率F1=0.7，则： 1.36LZ 1.36VSSS931.045S0.7 KCF10.12求得VS1.22LSminhow3 2L0.00210m3/ SHTAd0.450.11200.0168m3/LS3由公式Hd=hw+how+hf+hHd'HThw0.50.450.068523L2howS0.787LS其中hfhd23hh0.0274hL Su23L2howS0.787LS其中hfhd23hh0.0274hL Su0S0.785d2022.62.418则hS2dS29.81Lh=0.153S2πSlwo2计算得VS4.6177.73LS11.68LS221.5.5AspenPlus优化塔负荷性能和结构参AspenPlusT0305Sizing1.5.5.1TrayingAspenPlusSizingandRatingTrayingSizing1-51.5.5.2Traying将结果代入Traying1.5.5.2Traying将结果代入TrayingRating得1-7trayingrating结果1-7trayingrating结果1-8Aspen模拟水力学数1.5.6塔高的计（1）实际塔板数由AspenPlus22，（2）塔顶空间高由AspenPlus22，（2）塔顶空间高'（5）人孔数和塔底人孔数）进料段高度取决于进料口结构形式和物料状态，一般HF要比HTHT1m（7）塔底空间高度 V 29.159/60102.159HB0.785 （7）塔筒体高度HHDNS2HTSHTHFHB'筒体高度大于10m，塔径2.0m>1m，21.51.2H2（9）封头高GB/T25198-2010筒体高度大于10m，塔径2.0m>1m，21.51.2H2（9）封头高GB/T25198-2010441.5.7接管的计3（1）塔顶气体出料AspenAspen中水力学数据中的气体体积流量V=2183.13m³/h为塔顶的气体体积流量。取塔顶气体流速 =10m/s，则管径为Vd10.785uV根据HG/T20553-2011圆整DN300(ϕ325×7.5)即为公称直径为300mm外径为325mm壁厚为7.5mmVu7.987m/v36000.785d36000.785由Aspen数据可知进料为气体状态，从AspenV=21.475m³/h，取进料管液体流速为uv2msVd20.785 0.7852vV=21.475m³/h，取进料管液体流速为uv2msVd20.785 0.7852vV实际流速uv36000.07236002在Aspen塔的水力学数据中，故提取AspenL=21.144m³/h为塔底的液体体积流量。取料液流速uv2msVd30.785 0.7852vV实际流速=u1.527m/v360036000.0722选择负荷最大的第201-101-111-101-111-1-12cuptower针对上述选取的流体力学数据，1-12cuptower针对上述选取的流体力学数据，使用CUP- 1-7浮阀校 20 1-8基本信 义马气化厂年产10万校核人 吨醋酸乙烯酯分厂项目装置名 脱除乙醛 日1-8基本信 义马气化厂年产10万校核人 吨醋酸乙烯酯分厂项目装置名 脱除乙醛 日 塔的名 精馏塔 说塔板编号(实际 1#- 计算选用的理论 塔板层 塔板编号(理论 1-塔板形 圆形浮 分段说工艺设计液 气质量流 质量流 密 密 体积流 体积流 粘 粘 表面张 dyn/cm 安全因 塔板结构受液盘宽 堰 平塔板形 圆形浮溢流强度 停留时间 降液管液泛 阀孔动能因子 单位塔板压降 降液管内线速度 降液管底隙速度 1.5.8塔体和封头选1.5.9塔体和封头壁厚计设计压力取1.5.8塔体和封头选1.5.9塔体和封头壁厚计设计压力取𝑃=0.11𝑀𝑃𝑎，故计算压力为𝑃=0.121𝑀𝑃𝑎；设计温度为取100℃。焊缝接头系数取𝜙=0.85。 2𝑃 2×0.121×δ= = =2[௧𝜙−𝑃 2×120×0.85−塔 孔 板间 开孔密 塔截面 溢流程 开孔区面 平开孔 溢流区尺两 中降液管面积 堰径 降液管顶部宽 降液管底部宽 受液盘宽 降液管底 降液管顶部面 降液管底部面 2𝑃 2×0.121×δ 2𝑃 2×0.121×δ 2[𝛿]௧𝜙− 2×120×0.85−0.5×=2mm的腐蚀裕量，由钢材标准规格，名义厚度取6mm。1.5.10裙座的设（1）裙座的选（2）裙座的结𝑙=2×𝛿=查塔设备书得𝐷2000𝑚𝑚，壁厚𝑠6mm时，当封头厚度小于8𝑚𝑚时，宽度𝐿1=70mm，半径𝑅=35mm塔内温度约100故设置保温层保温层的厚度为100mm300kg/mଷ×设置一个圆形人孔，直径为500mm𝐷ே◌=80mm。裙座高度为2.9m个。螺栓规格为M24×4mm，材料为16Mn。基础环的厚度为22mm。=1.6塔设备校核计1.6.1校核内1-8核算内 结 耐压试验核 合 见表1-1-9（1）项 输入参数 材设备筒体壁 1-9（1）项 输入参数 材设备筒体壁 下封头壁 上封头壁 地脚螺栓大小及个 20/ 风载荷核 合 见表1-地震载荷核 合 见表1-设备筒体校 合 见表1-上封头校 合 见表1-下封头校 合 见表1-裙座校 合 见表1-地脚螺栓校 合 见表1-（2）计算条件塔型板1压力试验类型液上封头下封头6622椭圆椭圆长度16（2）计算条件塔型板1压力试验类型液上封头下封头6622椭圆椭圆长度16度试验压力(卧120内件及偏心载荷介质密度30塔釜液面离焊接接头的0（3）裙座结构形式圆筒裙座底部截面内径式对裙座高度裙座材料名称裙座设计温度℃高度塔板分段数12345塔板型式浮塔器附件及基础系数基本风压基础高度塔器保温层厚度0保温层密度0裙座防火层厚度防火层密度管线保温层厚度0最大管线外径0笼式扶梯与最大管线的相对位置场地土类型别A地震设防烈度 设计地震分组第一阻尼比塔器上平台总个数0平台宽度0度0高度0（3）裙座结构形式圆筒裙座底部截面内径式对裙座高度裙座材料名称裙座设计温度℃高度塔板分段数12345塔板型式浮塔器附件及基础系数基本风压基础高度塔器保温层厚度0保温层密度0裙座防火层厚度防火层密度管线保温层厚度0最大管线外径0笼式扶梯与最大管线的相对位置场地土类型别A地震设防烈度 设计地震分组第一阻尼比塔器上平台总个数0平台宽度0度0高度0裙座腐蚀裕量1裙座名义厚度裙座材料许用应力a料裙座与筒体连接段长度孔个数2度管厚度8裙座上较大孔引出管地脚螺栓及地脚螺栓座地脚螺栓材料名称地脚螺栓材料许用应力a地脚螺栓个数地脚螺栓公称直径全部筋板块数相邻筋板最大外侧间距筋板内侧间距筋板厚度筋板宽度盖板类型整盖板上地脚螺栓孔直径盖板厚度盖板宽度0垫板有垫板上地脚螺栓孔直径垫板厚度垫板宽度基础环板外径基础环板内径基础环板名义厚度裙座腐蚀裕量1裙座名义厚度裙座材料许用应力a料裙座与筒体连接段长度孔个数2度管厚度8裙座上较大孔引出管地脚螺栓及地脚螺栓座地脚螺栓材料名称地脚螺栓材料许用应力a地脚螺栓个数地脚螺栓公称直径全部筋板块数相邻筋板最大外侧间距筋板内侧间距筋板厚度筋板宽度盖板类型整盖板上地脚螺栓孔直径盖板厚度盖板宽度0垫板有垫板上地脚螺栓孔直径垫板厚度垫板宽度基础环板外径基础环板内径基础环板名义厚度（4）1－1(操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m（4）1－1(操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma压力试验时质量风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) nMca(I)MII(2/T)2Ym(hh)(h T knMca(II)MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 n地震弯矩MIIF(hh)B.24 k----偏心弯矩Meme0000最大弯矩 max(MIIM,MIIn地震弯矩MIIF(hh)B.24 k----偏心弯矩Meme0000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 max(MIIM,MII0.25MIIM n垂直地震力FmhF00/mhi1,2,..,n ii kk0000应力计算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i（5）A1123(内压23(外压许用值许用值A31（5）A1123(内压23(外压许用值许用值A312许用值A42许用值(pT9.81Hw)(Diei)/ 4(0.3MIIM)/ iB（6）计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模 (D4D4Z 基础环板面 (D（6）计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模 (D4D4Z 基础环板面 (D2D2 4基础环板计算力矩max(MC b2,MC l2 x y基础环板需要厚度基础环板厚度厚度校核结果合许用值校核结果合合合合1:ij中iji=1操作工 j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉i=2检修工况 j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（压）i=3液压试验工况 j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压）[]t设计温度下材料许用应力B设计温度下轴向稳定的应力许用值2:A1:轴向最大组合拉应 A2:轴向最大组合压应力A3:液压试验时轴向最大组合拉应 A4:液压试验时轴向最大组合压应试验压力引起的周向应力3:单位如下质量: 弯矩: 应力:（7）对接接头校核混凝土地基上最大压应力 M00/Z(mgF00)/b max0 （7）对接接头校核混凝土地基上最大压应力 M00/Z(mgF00)/b max0 中大0.3M0M)/Zmg/ 受风载时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力MwMemmin 受地震载荷时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力 0.25MwMem0g 地脚螺栓需要的螺纹小径d 4BAb 0地脚螺栓实际的螺纹小径地脚螺栓校核结果定作F筋板压应力Gnl1G筋板许用应力筋板校核结果合盖板最大应力z 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 盖板许用应力盖板校核结果合裙座与壳体的焊接接头校核焊接接头截面上的塔器操作质量焊接接头截面上的最大弯矩对接接头横截面Dit对接接头抗弯断面模数D2/it对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4MJ mJJgFJmax D 对接接头横截面Dit对接接头抗弯断面模数D2/it对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4MJ mJJgFJmax D Dit it-对接焊接接头拉应力许可值对接接头拉应力校核结果合搭接接头校核搭接接头横截面A0.7D ot搭接接头抗剪断面模数Z0.55D2 ot搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力MJ mJJgFJmax 搭接焊接接头在操作工况下的剪应力许可值搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ e 搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度容器总容积直立容器总高壳体和裙座质量附件质量内件质量保温层质量1-17平台及扶梯质量操作时物料质量0液压试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mmin1-17平台及扶梯质量操作时物料质量0液压试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大质量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基础环板底截面距离直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N地震载荷对直立容器总的横推力N-操作工况下容器顶部最大挠度容器许用外压内压圆筒郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数内压圆筒郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= T0.90s=T=pT.(Die)=2eT合1-18上封头校核计郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力1-18上封头校核计郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.1375压力试验允许通过的应T0.90s=2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=t合下封头校核计郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力力T=pT.(KDi下封头校核计郑州大学碳为冠酯GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力力T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 D2K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 [p]=2[]t = KD 合试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.2914压力试验允许通过的应力T0.90试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.2914压力试验允许通过的应力T0.90s=T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 D2K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 [p]=2[]t = KD 开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度6壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力接管轴开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度6壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力 非圆形开孔长直开孔长径与短径之1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系1开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积2A1+A2+A31517mm，大A，不需另加补强开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N2, 计算压力设计温℃壳体型椭圆形封板壳体内直径壳体开孔处名义厚度6壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N2, 计算压力设计温℃壳体型椭圆形封板壳体内直径壳体开孔处名义厚度6壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力椭圆形封头长短轴之2凸形封头上接管轴线与封头轴-接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力 非圆形开孔长直开孔长径与短径之1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系1开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0补强圈面积A-结论合开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N3, 计算压力设计温℃壳体型椭圆形封板壳体内直径壳体开孔处名义厚度n6壳体厚度负偏差壳体腐开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N3, 计算压力设计温℃壳体型椭圆形封板壳体内直径壳体开孔处名义厚度n6壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力椭圆形封头长短轴之2凸形封头上接管轴线与封头轴-接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积42A1+A2+A3= mm，大A，不需另加补强补强圈面积A-结论合 1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数01开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A 1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数01开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积42A1+A2+A3= mm，大A，不需另加补强补强圈面积A-合第二章反应器设计说明2.1反应器设计目第二章反应器设计说明2.1反应器设计目2.2换热式管壳反应器设计2.2.1反应器设计条2.2.1.1反应方程EDAHAC（2-体碳正离子原先被氢所共享的一对电子则用来形成E1子体碳正离子原先被氢所共享的一对电子则用来形成E1子反应动力Jc~Kck0 0.502-97169r7.008 KC2.3反应器设计过 0.502-97169r7.008 KC2.3反应器设计过Q96.301431031.377107KJ/molTt2-Tt1180-90-180-20lnTmln180-T-180-K100W/(m2QAQmK100mBES1000-0.6-324.14500I公称直径DN=1000mm，传热管规格为=192mm，传热管总长NT1234250mm，5300mm热器，忽略壳体壁厚，其壳体内径约为h公称直径DN=1000mm，传热管规格为=192mm，传热管总长NT1234250mm，5300mm热器，忽略壳体壁厚，其壳体内径约为h25%D0.251000传热管长L45001NB折流板间距 2.3.4接管设2.3.4.1EDA进料2-2-2流体及流动类 流速范围水及低浓度液体 工业供水（81×105Pa以下 饱和蒸 低压空 一般气体（常压 4D2.4.4.2冷却水进料取水的流速为3m/s，冷却水用量324.5cum/h，则进料管管径为4 4D2.4.4.2冷却水进料取水的流速为3m/s，冷却水用量324.5cum/h，则进料管管径为4D 36002.4.4.3气体出料2.4.4.4冷却水进料2.4.4.5选Q345R202.4.4.6筒体壁焊接方式选为双面焊对接接头，100%无损探伤，故焊接系数Φ＝1，C1则δ=ଶ[ఙ]δ=δ-C1-C2+୬则δ=ଶ[ఙ]δ=δ-C1-C2+୬n82.3.2.4封头壁焊接方式选为双面焊对接接头，100%无损探伤，故焊接系数取δ= 𝑘𝑃 =3.802[𝜎]௧−δ=୬2.4.4.7管板的设2-3换热器管板数据2.4.4.8折流2.4.4.8折流2.4.4.9拉杆与定距定距管规格取为φ19×22.4.4.10法 2.5机械强度校核说明2-4SW6-2-5（1）2.5机械强度校核说明2-4SW6-2-5（1）固定管板换热器设计中航一集团航空动力控制系统研设计计算条 项 计算结果 备设备筒体壁 见表2-前管箱封头壁 见表2-后管箱封头壁 见表2-管箱校 见表2-管板壁 见表2-设备法兰复 合 见表2- 输入 见表2-8、表 （2）前端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点（2）前端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数设计压力设计压力设计温度设计温 t管箱圆筒内径 壳程圆筒校核计前端管箱圆筒校核计 =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合后端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=（3）前端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量（3）前端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.7692液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合后端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试p后端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.7692T0.90s=T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 [p]=2[]t = KD 合（4）内压圆筒中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[（4）内压圆筒中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=T0.90s=T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 [p]=2[]t = KD 合开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力重压力试验时应力校压力试验类液压试试验压力pT1.25p[]= (或由用户输入的应力水平TT0.90s=圆筒的应T=pT.(Die)=2e校核条T校核结合压力及应力计最大允许工作压2e[]t[pw]=(D)= 设计温度下计算应t=pc(Die)=校核条t结合接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力 非圆形开孔长直开孔长径与短径之1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积2A1+A2+A31389mm，大A，不需另加补强补强圈面积A-结论合开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N2, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴插入式接0管11补强圈材料名接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差补强圈许用应力 1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积壳体腐蚀裕量2接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴插入式接0管11补强圈材料名接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差补强圈许用应力 1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积2A1+A2+A31389mm，大于A，不需另加补强补强圈面积A-合开孔补强中航一集团航空动力控制系统研接管 N3, 计算压力℃圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度δn壳体厚度负偏差2壳体腐蚀裕壳体材料许用应力[σ]t0凸形封头上接管轴线与封头轴接管连接型插入式接接管实际外伸长0管接管实际内伸长接管材名称及类1接管焊接接头系补强圈材料名1接管腐蚀裕补强圈外补强圈厚4接管厚度负偏补强圈厚度负偏接管材料许用应力[σ]t补强圈许用应力开孔补强计算1非圆形开孔长直开孔长径与短径之壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数接管材料强度削弱系1开孔补壳体开孔处名义厚度δn壳体厚度负偏差2壳体腐蚀裕壳体材料许用应力[σ]t0凸形封头上接管轴线与封头轴接管连接型插入式接接管实际外伸长0管接管实际内伸长接管材名称及类1接管焊接接头系补强圈材料名1接管腐蚀裕补强圈外补强圈厚4接管厚度负偏补强圈厚度负偏接管材料许用应力[σ]t补强圈许用应力开孔补强计算1非圆形开孔长直开孔长径与短径之壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数接管材料强度削弱系1开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度0接管有效内伸长AA壳体多余金属面1补强区内的焊缝面积接管多余金属面积2A32A1+A2+A31159mm，小A，需另加补强补强圈面积4 结论合开孔补强中航一集团航空动力控制系统研计算单接管 设计条件简图计算压设计温℃壳体型圆形筒Ω膨胀节计算和校计算单中航一集团航空动力控制系统研板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴Ω膨胀节计算和校计算单中航一集团航空动力控制系统研板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量2壳体材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚4接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力 非圆形开孔长直开孔长径与短径之1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数1接管材料强度削弱系开孔补强计算直径补强区有效宽度接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积2A1+A2+A31159mm，小A，需另加补强补强圈面积A-结论合设计压力设计温度C与壳体搭5152壳体外直径壳体名义厚度8壳体腐蚀裕量2膨胀节开槽间距壳体端部间 膨胀节开槽处高度膨胀节的半波数2度下许用应力[]t度下弹性模量设计压力设计温度C与壳体搭5152壳体外直径壳体名义厚度8壳体腐蚀裕量2膨胀节开槽间距壳体端部间 膨胀节开槽处高度膨胀节的半波数2度下许用应力[]t度下弹性模量EtN下许用应力[]t膨胀节刚度壳体有效厚度膨胀节短节有效厚膨胀节管子平均直径膨胀节管子有效厚L1 (与壳体搭接L1 o.1D (与壳体对接 opdm 0（7）延长部分兼作法兰固定式管中航一集团航空动力控制系统研 圆筒设计压 设计温 平均金属温 （7）延长部分兼作法兰固定式管中航一集团航空动力控制系统研 圆筒设计压 设计温 平均金属温 装配温 -壳程圆筒内径8壳体法兰设计温度下弹性模量.2壳程圆筒金属横截面积As=sDi+s LLhLd2 o 3 4i 2LLLLd 3 m LLhd2 o 4i 2LLd m= 1.5Et= d2 R13 5835.53.5N 61872.9=N RN> 合结论 合设计温度下弹性模量”管箱法兰设计温度下弹性模量换热管管子平均温度t设计温度下管子材料弹性模量平均金属温度下管子材料弹性模量平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.717e-管子外径管子壁厚2管子根数换热管中心距换一根管子金属横截面积at(dt换热管长度设计温度下弹性模量”管箱法兰设计温度下弹性模量换热管管子平均温度t设计温度下管子材料弹性模量平均金属温度下管子材料弹性模量平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.717e-管子外径管子壁厚2管子根数换热管中心距换一根管子金属横截面积at(dt换热管长度管子有效长度(两管板内侧间距)KtEt管子回转半径i0.25d2d2t热管子受压失稳当量长度Cr2Et/ 比值lcrlcr []2Cr 管子稳定许用压应力 i 管 t iCcr []crs1 管子稳定许用压应 ( i 2 2Cr管设计温度设计温度下许用应力r设计温度下弹性模量板管板腐蚀裕量4管板输入厚度管板计算厚度管板强度削弱系数管板刚度削弱系数管子加强系数K21.318DiEna/E K 胀接，开4管箱法兰管箱法兰厚度板管板腐蚀裕量4管板输入厚度管板计算厚度管板强度削弱系数管板刚度削弱系数管子加强系数K21.318DiEna/E K 胀接，开4管箱法兰管箱法兰厚度f法兰外径f基本法兰力矩mp法兰宽bfDfDi比值h/比值"/ D,”/D,查<<GB151-1999>>图系数C"(按 2E 2"旋转刚度K" ff fEh" 12DibfDi 壳体壳体法兰厚度f法兰外径f法兰宽度bfDfDi比值s/法兰比值'/ 系数C',按'3旋转刚度K'法兰比值'/ 系数C',按'3旋转刚度K'12E'fbf2'fE 12DibfDi 法兰外径与内径之比KDfYK查<<GB150－2011>>7-旋转刚度无量纲参数 KKf4t膨胀节总体轴向刚度~管板第一弯矩系数(按KKf查<<GB151-1999>>图系~系 KK~KtKf查<<GB151－98>>29)Et换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比QEs数换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 Etna(EsAsKex EsAsKex管板第二弯矩系数(按K,QQex查<<GB151-1999>28(a)或(b)) M1 系数（带膨胀节时Qex代替 2K(QG22.085e-计K,Q或Qex30) 法兰力矩折减系数Kf(KfG3 K管板边缘力矩变化系 算法兰力矩变化系数M~fM~ K 管管板开孔后面积Al=A-0.25nd(三角形布管 A0.866nS2 (正方形布管 A K管板边缘力矩变化系 算法兰力矩变化系数M~fM~ K 管管板开孔后面积Al=A-0.25nd(三角形布管 A0.866nS2 (正方形布管 Atn 2d数管板布管区当量直径Dt 4At/系数Al/系系数na/数系数s0.40.61Q计系数(带膨胀节时QexQ)t0.4(10.6Q算tDt/管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1-PsPt=t(tt-t0)-s(ts-t0当量压力组合Pc有效压力组合PasPs基本法兰力矩系 4MmMmD3i 管板边缘力矩系数MMmM~管板总弯矩系数mm1m21系数G1em0时G1e3m带膨胀节Q~r=1(1)G4QG~=3m(14K(QG2系数带膨胀节Q~r=1(1)G4QG~=3m(14K(QG2系数m0K和m31(a)实线当m0Km31（b）系数 m<0,G= ~p=114QG6.994e-4.559e-壳体法兰力矩系数 M( Mf)4.948e-管板径向应 Dr i a1.5r3r'Pa~'Di k 2 r1m2(2 1.5r3rPa~Dt p0.5r1.5r'Y P(Di) Mws '壳体法兰应 1.5r3r 1PG2QP Q a t3tA(1)壳程圆筒轴向应力cA(QG) cct换热管与管板连接拉脱应力q3[q]焊[q]胀4PtPs不计温差计温差应=t(tt-t0)-s(ts-t0当量压力组 PcPt(1t换热管与管板连接拉脱应力q3[q]焊[q]胀4PtPs不计温差计温差应=t(tt-t0)-s(ts-t0当量压力组 PcPt(1--有效压力组合PatPt--操作情况下法兰力矩系数 4MMpD3i-1.277e--1.304e- 管板边缘力矩系 MM-1.277e--1.304e-~管板边缘剪力系数--管板总弯矩系数mm11--系数G1em0时G1e3m系数m0Km31（a）实当m0K和m系数 m>0,G=max(G,G) m<0,G1=管板径向应力系带膨胀节QQ 1(1r 4Q2.065e-2.093e- m(1'=4K(QG -1.184e--1.215e- 11p=4QG4.519e-4.519e-壳体法兰力矩系 MwsMp-4.88e--4.938e-（8）换热管内压计中航一集团航空动力控制系统研计算压力设计温度C外径 管材试验温度许用应力设计温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t （8）换热管内压计中航一集团航空动力控制系统研计算压力设计温度C外径 管材试验温度许用应力设计温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =管板径向应 DrPi 1.5r3rP~'D2k 'ari1 ( m 1.5mm3rPa~ p-0.5r-1.5r壳体法兰应力'Y Mws f1.5r3r 1PG2QP Q a t3t 程圆筒轴向应A[P(1)P (QG2)cc换热管与管板连接拉脱应 q=t计算结管板名义厚度管板校核e=n-C1-C2=n=[Pw]=D =ot=Pc(Doe)=te=n-C1-C2=n=[Pw]=D =ot=Pc(Doe)=t换热管内压计算合换热管外压计中航一集团航空动力控制系统研计算压力-设计温度C外径 (管材试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数=e=n-C1-C2=n=外压计算长度L=外径Do=AA=BB=当D20时，pB Do/当Doe20[p]min{(2.250.0625)B,2o Do/ Do/ Do/换热管外压计算合管箱法兰计算单中航一集团航空动力控制系统研 设计压力计算压力设计温度C轴向外载荷N外力矩材料名[]法兰材料名管箱法兰计算单中航一集团航空动力控制系统研 设计压力计算压力设计温度C轴向外载荷N外力矩材料名[]法兰材料名[f螺栓材料名[b公称直d螺栓根d数量个垫片结构尺DDh材料类软垫Nm压紧面形b b=b0> b=2.53 DGD外+Db0 DGD螺栓受力计预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa=πbDGy=N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp=Fp+F=N所需螺栓总截面积Am=max(Ap,Aa)=实际使用螺栓总截面积Ab=nd2=4力矩计操FD=0.785D2i=NLD=LA+=MD=FD=作FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG=FT=F-=NLT=0.5(LA+1LG=MT=FT=作FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG=FT=F-=NLT=0.5(LA+1LG=MT=FT=外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp= Mp=W=NLG=Ma=WLG=计算力矩o=p与a[]f/[]中大 =t 螺 L =nLmin Lmax形 h0 Di0h/ho=K=Do/DI=10K查表7-9ZYeFh eFLh0查图7-7f=整体法兰d1Uho =松式法兰d1Uho =3f ψ=δ ==4fe13= 许 W DiWp D i 输入法兰厚度δf68.0mm HfMo2Di1.5HfMo2Di1.5[]t=220.5f2.5[]t=250.0(按整体法兰n设计的任意式法兰, n校核合力(1.33fe1)MR 2 f[]t=f校核合M0Y 2DiZRf[]t=f校核合max(0.5(HR),0.5(HT=[]t=f校核合J52.14VIMoE2Ko1校核合校核合换热器设计依换热器设计概换热器设计依换热器设计概3.2.1换热器选《化工设备设计全书—换热器 《热交换器 GB/T152-《压力容器 GB150-《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列 HG/T20553-《钢制管法兰、垫片和紧固件 HG/T20592~20635-《容器支座 JB/T4712-《补强圈 JB/T4736- 名 特 相对费耗用金 固定管板式使用广泛；壳程不易清洗，管壳两物 浮头 壳程易清洗；管壳两物料温差可大 3.2.2物流安形管式3.2.2物流安形管式3.2.3壳程数和台3.2.5压力3-33.2.6换热3-4工艺物流的压力 <𝟗.𝟖× 9.8×𝟗.𝟖×𝟏𝟎𝟒~𝟏𝟔.𝟕× 3.9×10ଷ~3.3×>𝟏𝟔.𝟕× >9.8×材 换热管标管子规格外 壁碳 GB/T低材 换热管标管子规格外 壁碳 GB/T低合金 GB 不锈 GBGBGB/T GB/T 铝合 GB/T1527 铜合 GB/T GB/T 钛合 随着管程数增加，管内流速和传热系数均相应的增加，因此一般选在3-5换热管中心距3.2.8排列方3.2.9折流3-6折流板间距随着管程数增加，管内流速和传热系数均相应的增加，因此一般选在3-5换热管中心距3.2.8排列方3.2.9折流3-6折流板间距公称直 管 折流板间 4500- 600- 1500- 900- —1400- 1700- 6000- 换热管外 换热管中心 分程隔板槽两侧相邻管中心 3.2.10裕50%E0201冷却器设3.3.1设计条3.2.10裕50%E0201冷却器设3.3.1设计条100.282T202t26℃3.3.1.4工艺过程计(T1t2)(T2t139.32'mT T22.Analyzer216.4m2。根据以上进出口温度参数及平均传热2.Analyzer216.4m2。根据以上进出口温度参数及平均传热温差，选择卧式管壳式换热器。初步选定公称直径DN=800mm，传热管规格为=192mmL=6000mm换热器长为4800mm3．平均传热温差校T1100.283232100.28Rt2PT1查温差校正系数图（壳程1程，管程2程）由于t0.8=𝜀∆𝑡‘=0.96×39.32=5.3-1热器，忽略壳体壁厚，其壳体内径约为 25%D0.25600hB==0.5×600= 热器，忽略壳体壁厚，其壳体内径约为 25%D0.25600hB==0.5×600= 1BRe0.55Pr1/3(0d0ewK) mPasw——流体在壁温下的粘度Pas t3d20.0192 024 de0SBD(1d0)0.30.6(1)0tmc t3d20.0192 024 de0SBD(1d0)0.30.6(1)0tmcmcVO7.479/989.46u0SO则壳程流体的雷诺数Redeu0c0.01120.26989.460普朗特数PrCp2.6381031.5910-Prc()0.14则壳程表面传热系数0.36Re0.55Pr1/3()00dew0.361219.710.5517.51/312879.25W/m2Ⅱ、管内表面传热系数0.023Re0.8Pridi2.0103PasRe100000.6Pr160ld管程流体被加热，n=0.40.023Re0.8Pridi2.0103PasRe100000.6Pr160ld管程流体被加热，n=0.4ଶ S◌க=4𝑑𝑁=𝑚= (𝑡ଶ−𝑢==𝜌 995.7×=𝑑𝑢𝜌=0.015×1.36×995.7=Pr= ×𝜂=4.177×1000×0.000808=则管程表面传热系数0.023Re0.8Pridi方法同上带入数据，可得2管外侧污垢热阻:R0=0.00017m2Ri=0.00022mR 0.0024.010-5m2Kb w1KcdR R1方法同上带入数据，可得2管外侧污垢热阻:R0=0.00017m2Ri=0.00022mR 0.0024.010-5m2Kb w1KcdR R1i0w0R00idm2W/(mQACmA=296×37.75=2H=− =149.17−119.35=&&换热管数量为444根。其余参数为EDR默认值，将软件运行模式改为由上述计算结果可以看到，换热器换热面积为90.5m2，设计余量为由上述计算结果可以看到，换热器换热面积为90.5m2，设计余量为38%满足管壳层流速在湍流态流态分布合理无气液混合进出料壳程压降降不大于进口压强20%，压降在可接受范围内。传热系数基于传热膜系数壁热阻和垢层热阻计算得到，壳层污垢热阻0.00017W/(m2·K)，管层污垢热0.00022W/(m2·K)，总传热系数（含污垢热阻）为3318.2W/(m2·K)BES6004.0109.33.5/1923.3.1.6接管设=36.07cum/hr，S1m/s，则进料管直径d=ට =0.186m。由以上计算，可选取公称直径Φ200=36.07cum/hr，S1m/s，则进料管直径d=ට =0.186m。由以上计算，可选取公称直径Φ2003.5mm 32.5cum/hr，此压力下液体1m/s，则进料管直径d=ට =0.204m。由以上计算，可选取公称直径Φ2503.5mm为进口流量为327.9mଷ/h，根据《化工原理》，液体的经济流速为1m/s，故冷却剂进口管道直径d=ට 由Aspen模拟可知，本反应器冷却剂出口流量为340.2mଷ/h流速为1m/s，故冷却剂进口管道直径d=ට =0.265m，可选取公称直径3-3-3.3.2机械结构设计说明设计条件与设备条件3-9E02013-103.3.2机械结构设计说明设计条件与设备条件3-9E02013-10接 尺 方工艺液体进 见图3-6设备条件工艺液体出 见图3-6设备条件冷却剂进 见图3-6设备条件冷却剂出 见图3-6设备条件壳 管位 结构形 固定管板物 热流 冷流 质量流量 设计温度 设计压力 压力降 计算长度 形 间弓形折流 3.3.2.2选结合实际情况，壳体选择Q345R钢板制造，换热管3.3.2.2选结合实际情况，壳体选择Q345R钢板制造，换热管用20钢管。管程采S316033.3.2.3筒体壁筒体壁厚用手工计算，再用SW6取0.3mm，腐蚀裕度C2取1mm，假设壁小于16~36mm，140℃下许用应力则PC-t2C一般规定不加腐蚀余量的计算厚度不小于3mmδ୬=δ-C1-C2+由GB151可知，在600mm内径下，换热器筒体名义厚度最小不能低于n83.3.2.4封头壁焊接方式选为双面焊对接接头，100%无损探伤，故焊接系数取n83.3.2.4封头壁焊接方式选为双面焊对接接头，100%无损探伤，故焊接系数取-t2Cδ=୬3.3.2.5管板的设 3.3.2.6折流3.3.2.73.3.2.6折流3.3.2.7拉杆与定距定距管规格取为φ19×23.3.2.8法3.3.3机械强度校核说明 输入 见表2-8、表 3.4换热器校核计3-13固定管板换热器设计中航一集团航空动力控制系统研设计3.4换热器校核计3-13固定管板换热器设计中航一集团航空动力控制系统研设计计算条 设计压力设计压力设计温度设计温 t管箱圆筒内径 壳程圆筒校核计前端管箱圆筒校核计项 计算结果 备设备筒体壁 见表3-前管箱封头壁 见表3-后管箱封头壁 见表3-管箱校 见表3-管板壁 见表3-设备法兰复 合 见表3-（2）3-14前端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量（2）3-14前端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合后端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t后端管箱筒体计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合（3）前端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数（3）前端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.2750T0.90s=T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.00mm,合后端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT后端管箱封头计中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径曲面深度 (板材设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数液压试pT1.25p[0.2750T0.90s=T=pT.(KDi0.5eh)=T合1 K=2 i=6 2h i Kp c = 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压 [p]=2[]t = KD 合（4）3-16内压圆筒中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 （4）3-16内压圆筒中航一集团航空动力控制系统研GB150.3-计算压力设计温度C内径 板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n=液压试pT1.25p[]= 的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[pw]=(D)= t=pc(Die)=[p]=2[]t = KD 合3-17开孔补强计算校核开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度3-17开孔补强计算校核开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N1, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量1壳体材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补强圈许用应力 非圆形开孔长直开孔长径与短径之1壳体计算厚度接管计算厚度补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系开孔补强计算直径补强区有效宽度校核条t结合接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积72A1+A2+A31414mm，大A，不需另加补强补强圈面积A-结论合开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管接管有效外伸长度接管有效内伸长度0A壳体多余金属面积接管多余金属面积补强区内的焊缝面积72A1+A2+A31414mm，大A，不需另加补强补强圈面积A-结论合开孔补强计算单中航一集团航空动力控制系统研接管 N2, 计算压力设计温℃壳体型圆形筒板壳体内直径壳体开孔处名义厚度8壳体厚度负偏差壳体腐蚀裕量1壳体材料许用应力接管轴线与筒体表面法线的夹0凸形封头上接管轴线与封头轴接管实际外伸长接管连接型插入式接接管实际内伸长0管接管焊接接头系1接管腐蚀裕1补强圈材料名补强圈外补强圈厚接管厚度负偏差补强圈厚度负偏差接管材料许用应力补