立式熱虹吸再沸器機械設(shè)計說明書

1、大連理工大學(xué)本科課程設(shè)計立式熱虹吸式再沸器機械設(shè)計說明書學(xué) 院（系）：化工機械與安全學(xué)院專業(yè)：過程裝備與控制工程學(xué)生姓名：孔闖學(xué)號：201242052指導(dǎo)教師：由宏新、代玉強評閱教師：完成日期：大連理工大學(xué)Dalia n Un iversity of Tech no log摘要本課程設(shè)計主要任務(wù)是設(shè)計1臺立式熱虹吸式再沸器，作為丙烯-丙烷精餾塔的提 餾段加熱設(shè)備。在大三下學(xué)期的時候已經(jīng)初步完成了再沸器的工藝部分的設(shè)計和核算， 本次設(shè)計主要進(jìn)行再沸器的機械部分的計算及校核，包括再沸器各部分的結(jié)構(gòu)說明，筒 體壁厚的計算，封頭壁厚的計算，管箱法蘭和管板的計算，筒體和封頭開孔及補強等。通過3周的工作，

2、已完成了再沸器的機械參數(shù)的計算， 手工繪制了再沸器的裝配圖 1張和管板零件圖1張。目錄摘要1 設(shè)計基礎(chǔ)2.1.1 項目背景 2.1.2 設(shè)計依據(jù)2.1.3 技術(shù)來源及授權(quán) 3.1.4 項目簡介 .3.2 結(jié)構(gòu)工藝說明1.2.1 管程和殼程物料的選擇 1.2.2 換熱管1.2.3 管板2.管板結(jié)構(gòu)尺寸2.換熱管與管板連接 3.排管及管孔3.2.4 折流板52.5 接管及連接附件.6.2.6 安全泄放.8.2.7 耳式支座.9.2.8 管箱、管箱法蘭與封頭1.3.3 強度計算153.1 工藝參數(shù)計算結(jié)果表 1.5.3.2 計算條件.1.6.3.3 強度計算1.7.殼程圓筒計算 1.7.前端管箱筒體

3、計算 1.9.333前端管箱封頭計算20.334后端管箱筒體計算 21.后端管箱封頭計算23.開孔補強設(shè)計計算 24.兼作法蘭固定式管板計算29管箱法蘭計算 4.0.4 結(jié)論44附錄A過程工藝與設(shè)備課程設(shè)計任務(wù)書471設(shè)計基礎(chǔ)1.1項目背景本項目來源于大連理工大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)大四年級過程工藝與設(shè)備課 程設(shè)計題目；設(shè)計者為過程裝備與控制工程專業(yè)在校大四學(xué)生，與項目發(fā)布者為師生關(guān)系； 本項目設(shè)計裝置為立式熱虹吸式再沸器。1.2設(shè)計依據(jù)過程工藝與設(shè)備課程設(shè)計任務(wù)書（見附錄 A）固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R0004-2009壓力容器GB 150-2011熱交換器GB/T 151-

4、2014長頸對焊法蘭JB/T 4703-2000無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T 17395-2008鋼制壓力容器封頭JB/T 4746-2002承壓設(shè)備無損檢測NB/T47013-2015石油化工鋼制管法蘭用緊固件SH/T 3404-20131.3技術(shù)來源及授權(quán)化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計，匡國柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年?；瘜W(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊（有機卷），劉光啟、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 年。化工原理（下冊），大連理工大學(xué)，高等教育出版社，2009年。SW6-2011化工設(shè)備設(shè)計軟件1.4項目簡介精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作

5、，在化工、 煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。板式精餾塔是常見的精餾分離設(shè)備，結(jié)構(gòu)上， 板式 精餾塔是一圓形筒體，塔內(nèi)裝有多層塔板，塔中部適宜位置設(shè)有進(jìn)料板，兩相在 塔板上相互接觸和分離。在板式塔提餾段底部會設(shè)置再沸器，再沸器的作用是將塔底液 體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以連續(xù)進(jìn)行。本設(shè)計采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而 上通過換熱器管程時部分汽化，由在殼程內(nèi)的載熱體供熱。立式熱虹吸再沸器是利用塔 底單相釜液與換熱器傳熱管內(nèi)汽液混合物的密度差形成循環(huán)推動力，構(gòu)成工藝物流在精餾塔底與再沸器間的流動循環(huán)。這種再沸器具有傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊

6、，安裝方便，釜 液在加熱段的停留時間短，不易結(jié)垢，調(diào)節(jié)方便，占地面積小，設(shè)備及運行費用低等顯 著優(yōu)點。同時，由于結(jié)構(gòu)上的原因，殼程不能采用機械方法清洗，因此不適宜用于高粘 度或較臟的加熱介質(zhì)；而且，由于是立式安裝，因而會增加塔的裙座高度。為提高本項目的設(shè)計計算準(zhǔn)確性，本設(shè)計采用了業(yè)內(nèi)常用的化工設(shè)備設(shè)計軟件SW6-2011進(jìn)行計算校核。2結(jié)構(gòu)工藝說明2.1管程和殼程物料的選擇本立式熱虹吸再沸器用于對提餾段的丙烯丙烷凝液加熱，使其氣化返回塔底，繼續(xù)進(jìn)行精餾分離，丙烯丙烷為低毒易燃介質(zhì)，工作壓力1.79MPa。加熱介質(zhì)為飽和水蒸氣，干凈清潔，工作壓力O.IMPa。根據(jù)換熱器設(shè)計經(jīng)驗，管程和殼程介質(zhì)的

7、選擇一般遵循以下原則：（1）易結(jié)垢的流體走管程，便于檢修及時清洗除垢；（2） 具有腐蝕性的流體應(yīng)走管程，可防止管束和殼體材質(zhì)受腐蝕，且便于管子清洗檢 修；（3 ）易燃易爆、有毒流體走管程，減少泄漏機會，避免引起人員中毒或者爆炸；（4 ）高壓流體走管程，以防殼體受壓，節(jié)省殼體材料；（5）被冷卻流體走殼程，可借外殼向外的散熱作用使殼體散熱，增強冷卻效果；（6）流量大、粘度大的流體走殼程，流量小的流體走管程；（7 ）飽和蒸汽走殼程，便于及時排出冷凝液，且蒸汽潔凈清洗方便；（8）需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于 殼程，且可采用多管程以增大流速。（9 ）物料不同，走法

8、也就不同，應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇液體流徑。故，本換熱器丙烯丙烷凝液走管程，加熱蒸汽走殼程。2.2換熱管根據(jù)工藝計算結(jié)果，本再沸器換熱管尺寸為25 X2，長度L=3000mm，數(shù)量為245根，管心距32mm，材料選用10g，1級管束，外徑允許偏差土 0.10mm，制造及 檢驗標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 17395-2008。因殼程為清潔水蒸氣，管束無需清洗，故管束排列方式為正三角形排列。2.3管板管板結(jié)構(gòu)尺寸本再沸器管板采用固定管板兼做法蘭的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)工藝計算結(jié)果要求，本再沸器為單管程單殼程結(jié)構(gòu)，管板無需開分程槽，具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖2.1、圖2.2 oI IJoooJa|7154760圖2.1管板結(jié)構(gòu)尺寸|

9、600圖2.2管板法蘭結(jié)構(gòu)尺寸換熱管與管板連接根據(jù)GB151-2014中要求，強度脹接具有結(jié)構(gòu)簡單，管子更換和修補容易的 特點，故本裝置換熱管與管板采用脹接連接，其的適用范圍如下：a）設(shè)計壓力小于或等于4.0MPa;b）設(shè)計溫度小于或等于300 C；c）操作中無振動，無過大的溫度波動及明顯的應(yīng)力腐蝕傾向。本再沸器設(shè)計壓力1.9MPa，設(shè)計溫度100 C,操作平穩(wěn)且無明顯應(yīng)力腐蝕傾向，滿足上述條件，故換熱管與管板采用脹接連接，脹度k=7%，管孔尺寸如圖2.3示。圖2.3管孔尺寸排管及管孔管板排孔限位圓直徑為549mm，排管如圖2.4、圖2.5，管板開4個拉桿開孔,開孔尺寸見圖2.6。申丄*h16

10、弋16245- 025.25竹圖2.4排管圖一0粥則i圖2.5管孔尺寸圖2.6拉桿螺孔尺寸2.4折流板本再沸器選用拱形折流板，弓形折流板引導(dǎo)流體垂直流過管束，流經(jīng)缺口處順流經(jīng) 過管子后進(jìn)入下一板間，改變方向，流動中死區(qū)較少，能提供高度的湍動和良好的傳熱。 其結(jié)構(gòu)尺寸見圖2.7，板厚8mm，全換熱器布置7個折流板，折流板間距400mm圖2.7折流板尺寸2.5接管及連接附件根據(jù)工藝計算結(jié)果要求，查 GB/T 17395-2008選取接管規(guī)格及尺寸見表2-1表格2-1接管數(shù)據(jù)接管編 規(guī)格 公稱壓力 外徑 壁厚 長度 重量用途號DN/bar/mm/mm/mm/Kga250252731220015.45

11、管程出料口b200252191020010.31管程進(jìn)料口c1502.51594.52003.8殼程出料d1002.510841502.05殼程進(jìn)料e5025573.51500.92安全閥接管f、g202.522.51500.21液位計接管h、i202.5252.51500.21排氣、排液接管根據(jù)HG/T 20592-2009 為接管選用配套的連接件，板由于式平焊鋼制管法蘭取材方便，制造簡單，成本低，使用廣泛，具有良好的綜合性能，因此本裝置的管法蘭全部選用板式平焊鋼制管法蘭，具體結(jié)構(gòu)及連接尺寸見圖2.8和表2-2D圖2.8板式平焊法蘭結(jié)構(gòu)表格2-2接管法蘭及連接附件 注：排氣和排液接管孔工作時

12、常閉，用法蘭蓋密封。2.6安全泄放對安全閥接管需計算其最小泄放面積，安全閥安裝在再沸器上管箱筒節(jié)處，介質(zhì)為飽和丙烯丙烷蒸汽，輸入熱量H= 1622.39kW =5.84 X106 kJ/h，泄放壓力？?= 1.9?泄放壓力下液體汽化潛熱q=265.8 kJ/kg ，根據(jù)GB 150.1-2011附錄B中要求，選用 全啟式安全閥，由制造廠提供的泄放系數(shù)為K=0.65。(1) 容器安全泄放量？為：? 584 X106?= 219.73?265 8219.730.65 X 1.9(2) 安全閥最小泄放面積A :最小接管內(nèi)徑為D =4?=/?= 15.1?n,所以選用的 50的接管滿足要求。nA =

13、0.19?0.19 X=178?接管法蘭螺栓長度規(guī)格DN公稱壓力 /bar法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K厚度mm重量/Kg螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量規(guī)格/mm250254253703520.23012M27110200253603103214.22612M271001502.5265225205.14188M16651002.5210170183.41184M16605025165125202.77184M166520文案大2.59065140.6114M1045202.59065140.6114M10452.7耳式支座本換熱器由于立式安裝，故米用耳式支座，具體結(jié)構(gòu)尺寸見圖2.9 o以下各部分計算內(nèi)

14、容系根據(jù)JB/T 471232007錄A進(jìn)行設(shè)計計算。計算數(shù)據(jù):設(shè)計壓力PMPa1.9設(shè)計溫度tC100殼體內(nèi)徑Dimm600設(shè)備總高度H0mm4374支座底板離地面咼度mm10000支座底板距設(shè)備質(zhì)心hmm750容器支座第3部分:耳式支座附示意圖:u風(fēng)壓咼度變化系數(shù)fi1設(shè)置地區(qū)的基本風(fēng)壓q0N/ m2450地震設(shè)防烈度（地震加速度）7地震影響系數(shù)a0.08殼體材料Q345R設(shè)計溫度下許用應(yīng)力曲MPa189圓筒名義厚度Snmm8厚度附加量Cmm0.8圓筒有效厚度mm4.2設(shè)備總質(zhì)量m0kg2493.5偏心載荷GeN0偏心距Semm0b2mm9012mm180simm40S3mm6設(shè)備保溫厚m

15、m0設(shè)備外徑DOmm616支座數(shù)量n2不均勻系數(shù)k1所選耳式支座型號JB/T4712.3-2007，耳式支座B 2-11耳座安裝尺寸計算2耳座載荷計算地震載荷= am01954.9j =04N風(fēng)載荷Pw =h2fiqoDoHox10=1454.967N水平力P取PW 和Pe+0.25PW 的大值，NPe+0.25PW =2318.64584N因此 P=2318.64584N耳式支座實際承受載荷Q=叫莒+G 4(Ph+GcSjr 十_ kxnnxD _：i(r3 =16.07605kN3.計算支座處圓筒所受的支座彎矩2.250647684kN m校核所選耳式支座耳式支座本體允許載荷QkN60（根

16、據(jù)所選支座查表3，表4，表5得到）支座處圓筒的許用彎矩MLkN-tn74.27（根據(jù)Se和p查表B.1內(nèi)插得到）判斷依據(jù):QvQ且ML t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于 GB151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱筒體計算計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件筒體簡圖計算壓力 p c1 90MPa 設(shè)計溫度t53 00C -內(nèi)徑Di600 00mm -c1材料Q345R（板材）試驗溫度許用應(yīng)力189.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力189.00MPa試驗溫度下屈服點345.00MPa1J鋼板負(fù)偏差Ci0.30mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)0.80厚度及重量計算計算厚度PcD

17、i=2Pc = 3.37mm有效厚度e = n - C1 - C 2= 5 70mmr -J / x *- / -J名義厚度n = 8 00mm,重量23 99Kg壓力試驗時應(yīng)力校核7壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值Pt = 1.25 p t =2.3750MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平Tt 0.90 s =310.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力T - pT.（De） - 140.212 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力2 etpw=(Di e) = 3.20149MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力Pc (Die )t =2 e = 100.95MPat170.10MPa

18、校核條件t t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合格計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)計算條件計算壓力pc1.90MPa設(shè)計溫度t53.00C內(nèi)徑Di600.00mm曲面深度hi150.00mm材料Q345R（板材）設(shè)計溫度許用應(yīng)力t189.00MPa試驗溫度許用應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)0.80GB 150.3-2011橢圓封頭簡圖前端管箱封頭計算壓力試驗時應(yīng)力校核液壓試驗壓力試驗類型試驗壓力值PT = 1.25 pU= 2.3750ryMPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力 tt 0.90 s =310.50MPa試驗壓力下封頭

19、的應(yīng)力T = PT.(KDi 0.5 eh) = 139.552 eh.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)2,1DiK =訂兀=1.0000計算厚度KpcDih =2 t 0.5pc = 336mm有效厚度eh = nh - C1 - C 2= 5.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh = 8.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量27.47Kg壓力計算最大允許工作壓力pw=KDi 0.5e：h = 3.21662MPa結(jié)論合格材料Q345R(板材)試驗溫度許用應(yīng)力189 00MP設(shè)計溫度許用應(yīng)力189 00MP試驗溫度、屈服占345 00MP鋼板負(fù)偏差Cl0 30

20、m腐蝕裕量C22 00m焊接接頭系數(shù)0 80厚度及重量計算計算厚度PcDi=2Pc = 3.37mm有效厚度e = n - Cl- C 2= 5.70m名義厚度n = 8 00m重量23 99Kg壓力試驗時應(yīng)力校核7壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT =仁2甘 2.375MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平Tt 0.90 s =310.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力T =pT .( D2e) = 140.21e -MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力2 e七 pw=(Dj e)= 3.20149MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力pc (Die )t =2 e = 100.95MPat

21、170.10MPa校核條件t t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于 GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合格后端管箱封頭計算計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)計算條件計算壓力Pc2.00MPa設(shè)計溫度t53.00C內(nèi)徑Di600.00mm曲面深度hi150.00mm材料Q345R（板材）設(shè)計溫度許用應(yīng)力t189.00MPa試驗溫度許用應(yīng)力189.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.30mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)0.80GB 150.3-2011橢圓封頭簡圖壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值Pt = 1.25 pL4= 2.3750MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力 t試驗壓力下封頭的應(yīng)t 0.90 s

22、 =310.50T =PT.(KDi_0.5_eh)= 139.552 ehMPaMPa力校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)2K = 6 2 2hi= MOOO計算厚度KPcDih =2 t 0.5 Pc= 3.54mm有效厚度eh = nh - Cl- C 2= 5.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh = 8.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量27.47Kg壓力計算最大允許工作壓力tpw= KDi 0.5ehh = 321662MPa結(jié)論合格開孔補強設(shè)計計算根據(jù)再沸器換熱的工藝要求及結(jié)構(gòu)需要，需在換熱器上開孔接管，開孔接管如下:接管規(guī)格DN公稱壓力/bar外徑/m

23、m壁厚/mm重量/Kg用途250252731215.45管程出料口200252191010.31管程進(jìn)料口1502.51594.53.8殼程出料1002.510842.05殼程進(jìn)料5025573.50.92安全閥接管202.5252.50.21液位計接管202.5252.50.21排氣、排液接管容器開孔時，需考慮開孔對設(shè)備強度的削弱作用，一定情況下還需對開孔進(jìn)行補強, 對于以上開孔，只需考慮計算同一開口部位，各壓力狀態(tài)下最大開孔即可。下列計算中 N1為管程進(jìn)料口，N2為殼程出料口。接管：N1 , 273 xl2計算方法：GB150.3-2011等面積補強法，單孔簡圖計算壓力Pc1.9MP a設(shè)

24、計溫度53殼體型式橢圓形圭寸頭殼體材料名稱及類型Q345板材R設(shè) 計 條 件殼體內(nèi)直徑Di600mm殼體開孔處名義厚度&8mm殼體厚度負(fù)偏差C10.3mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應(yīng)力沙189MP a橢圓形封頭長短軸之比2殼體開孔處焊接接頭系數(shù)0.8凸形封頭上接管軸線與封頭軸線的夾角(接管實際外伸長度接管實際內(nèi)伸長度200 mm接管連接型式0 mm接管材料插入式接管20(GB9948)接管焊接接頭系數(shù)0.80名稱及類型管材接管腐蝕裕量2mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差Cit1.2mm補強圈厚度負(fù)偏差C1rmm接管材料許用應(yīng)

25、力沙149.94MP a補強圈許用應(yīng)力礦MPa開孔補強計算非圓形開孔長直徑255.4mm開孔長徑與短徑之比1殼體計算厚度S3.4035mm接管計算厚度&1.5877mm補強圈強度削弱系數(shù) frr0接管材料強度削弱系數(shù)fr0.7933開孔補強計算直徑d255.4mm補強區(qū)有效寬度B510.8mm接管有效外伸長度hi55.361mm接管有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補強面積A882mm2殼體多余金屬面積A1578mm2接管多余金屬面積A2634mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A324mm2Ai+ A2 + A3=mm 2，大于A，不需另加補強。1236補強圈面積A4mm2A-(Ai +A2 +A3)

26、mm2結(jié)論：合格接管：N2 , 159 x4.5計算方法：GB150.3-2011等面積補強法，單孔設(shè)計條件簡圖計算壓力pc0.1MP a設(shè)計溫度100殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型Q345R板材1LEd殼體開孔處焊接接頭系數(shù)0.8JCpij殼體內(nèi)直徑Di600mm殼體開孔處名義厚度命8mm . _殼體厚度負(fù)偏差Ci0.3mmiNA殼體腐蝕裕量C21mm殼體材料許用應(yīng)力沙189MP a接管軸線與筒體表面法線的夾角（0凸形封頭上接管軸線與封頭軸線的夾角（接管實際外伸長度200mm接管連接型式插入式接管接管實際內(nèi)伸長度0mm接管材料10(GB9948)接管焊接接頭系數(shù)0.8名稱及類型管材接管腐

27、蝕裕量1mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差Cit0.45mm補強圈厚度負(fù)偏差C1rmm接管材料許用應(yīng)力沙121MP a補強圈許用應(yīng)力礦MPa開孔補強計算非圓形開孔長直徑152.9mm開孔長徑與短徑之比1殼體計算厚度S0.1764mm接管計算厚度&0.062mm補強圈強度削弱系數(shù) frr0接管材料強度削弱系數(shù)fr0.6402開孔補強計算直徑d152.9mm補強區(qū)有效寬度B305.8mm接管有效外伸長度hi26.231mm接管有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補強面積A27mm2殼體多余金屬面積A1983mm2接管多余金屬面積A210

28、0mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A39mm2Ai+ A2 + A3=mm 2，大于A，不需另加補強。1092補強圈面積A4mm2A-(Ai +A2 +A3)mm2結(jié)論：合格兼作法蘭固定式管板計算設(shè)計計算條件簡 圖設(shè)計壓力ps0.1MPa設(shè)計溫度Ts100C平均金屬溫度 ts100C裝配溫度to15C殼材料名稱Q345RI設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 t189Mpa程平均金屬溫度下彈性模量Es1.97e+05Mpa平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù)s1.153e-05mm/mm C圓殼程圓筒內(nèi)徑Di600mm殼程圓筒名義厚度s8mm殼程圓筒有效厚度se6.7mm筒殼體法蘭設(shè)計溫度下彈性模量 Ef1.97e+05MPa殼程

29、圓筒內(nèi)直徑橫截面積A= 0.25 Di22.827e+05mm 2殼程圓筒金屬橫截面積 As= s ( Di +s)1.277e+04mm 2管設(shè)計壓力pt1.9MPa箱設(shè)計溫度Tt53C圓材料名稱Q345R筒設(shè)計溫度下彈性模量 Eh1.994e+05MPa管箱圓筒名義厚度（管箱為高頸法蘭取法蘭頸部大小端平均值）h21mm管箱圓筒有效厚度he19mm管箱法蘭設(shè)計溫度下彈性模量曰”1.994e+05MPa材料名稱10(GB9948)換管子平均溫度tt53C設(shè)計溫度下管子材料許用應(yīng)力tt121MPa設(shè)計溫度下管子材料屈服應(yīng)力st181MPa熱設(shè)計溫度下管子材料彈性模量 Ett1.97e+05MPa

30、平均金屬溫度下管子材料彈性模量Et1.994e+05MPa平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù)t1.114e-05mm/mm C管管子外徑d25mm管子壁厚t2mm管子根數(shù)n245換熱管中心距S32mm換一根管子金屬橫截面積at（d t）144.5mm 2換熱管長度L3000mm管子有效長度（兩管板內(nèi)側(cè)間距）Li2914mm管束模數(shù)Kt = Et na/LDi4037MPa管子回轉(zhuǎn)半徑i 0.2d2 (d 2 t)28.162mm熱管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度lcr495mm系數(shù) Cr = *2E；/ S146.6管比值l cr / i60.64管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力（cr lcr） cr 邑r2（lcr i

31、）2MPalt.管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力（Cr土） cr s1 lci122Cr71.78MPa管板材料名稱16Mn n設(shè)計溫度tp100C設(shè)計溫度下許用應(yīng)力；178MPa設(shè)計溫度下彈性模量Ep1.97e+05MPa管板腐蝕裕量C23mm管板輸入厚度n43mm管板計算厚度36mm隔板槽面積（包括拉桿和假管區(qū)面積）Ad0mm 2管板強度削弱系數(shù)0.4管板剛度削弱系數(shù)0.4管子加強系數(shù) k2 1318-DEtna/EpLK =4.505管板和管子連接型式脹接，開槽管板和管子脹接（焊接）高度l40mm脹接許用拉脫應(yīng)力q4MPa焊接許用拉脫應(yīng)力qMPa管箱材料名稱16Mn n管箱法蘭厚度 ；42mm法蘭外徑

32、Df760mm基本法蘭力矩M m2.773e+07N mm管程壓力操作工況下法蘭力Mp3.318e+07N mm法蘭寬度 bf (Df Dj )/280mm法比值h/D0.03167比值f / Di0.07系數(shù) c(按 h/Di, ”/Di,查 圖25)0.00系數(shù)”(按 h/Di,”Di,查 圖 26)0.005623旋轉(zhuǎn)剛度 K；1 2Efbf 2 fEh 12 Di bf Di104.1MPa材料名稱16Mn II殼殼體法蘭厚度f43mm法蘭外徑Df760mm體法蘭寬度 bf (Df Di)/280mm比值s / D0.01117法比值；/ Di0.07167系數(shù) C,按 h/Di, ”

33、/Di ,查 圖250.00系數(shù)按 h/Di, /Di ,查 圖J260.00063023旋轉(zhuǎn)剛度 Kf1 2Efb _lEs f 12LDi bfDjs J21.72MPa法蘭外徑與內(nèi)徑之比 K Df/D1.267殼體法蘭應(yīng)力系數(shù) Y （按K查表 7-9）8.349旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù) KKff 4 Kt0.004226膨脹節(jié)總體軸向剛度2dc2E）0N/mm管板第一彎矩系數(shù)（按 K,Kf查圖0.249427) m1系系數(shù)miK Kf13.19系數(shù)(按 Kf 查GB151 98 圖 29) G2.874換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比QEtnaEsAs2.806數(shù)換熱管束與帶膨脹節(jié)殼體剛度之比Etna(EsAsK exL)E sAsK ex L管板第二彎矩系數(shù)(按K,Q或Qx查圖 28(a)或(b) m22.714系數(shù)(帶膨脹節(jié)時Qx代替Q) M1m10.004908 12K(Q G2)計系數(shù)(按K,Q或Qex查圖30)