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文檔簡介
1、反應器氣體冷卻器設計反應器氣體冷卻器設計摘要根據(jù)現(xiàn)有E-112冷卻器的操作條件進行了該裝置的熱工藝計算結構設計和強度校核其核心部分是換熱系數(shù)的計算和結構設計采用莫斯廷斯基法進行了常規(guī)熱計算和校核并根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器對該固定管板式換熱器進行了結構設計計算其特點是管板延長部分兼作法蘭并且?guī)в信蛎浌?jié)最后從開發(fā)前景做出了經(jīng)濟性分析關鍵詞換熱器工藝計算結構設計波型膨脹節(jié)II反應器氣體冷卻器設計AbstractThermalprocesscalculationstructuraldesignandstrengthcheckontheexistingE-112coolerwerecarri
2、edoutaccordingtoitsoperatingconditionThecorepartsarecalculationofheattransfercoefficientandstructuraldesignInthispaperamethodMoshitingshijiconventionalthermalcalculationandverificationandthestructuredesignismadebasedonGB150-98steelpressurevesselwhosecharacteristicisthattheboardprolongationismadeasfl
3、angeandhavingexpansionjointsFinallyeconomicanalysisismadeinthisarticlefromthemarketanalysisKeywordsheatexchangerThermalProcessCalculationstructuraldesignwave-typeexpansionjointIII反應器氣體冷卻器設計目錄第一章概述1壓力容器簡介1壓力容器的分類1換熱器4本題目設計內容7第二章管殼式換熱器的工藝熱計算9換熱器設計要求及工藝參數(shù)9換熱器的傳熱計算11換熱器換熱面積計算12第三章結構設計與校核20結構尺寸參數(shù)20采用元件及數(shù)
4、據(jù)22殼體圓筒計算23管箱圓筒計算23螺栓及法蘭計算23管板計算28開孔補強計算4638其他部件的設計選型52第四章結論與展望54第五章經(jīng)濟分析報告5551開發(fā)前景5552市場前景分析55參考文獻56致謝57附錄58IVIV聲明59反應器氣體冷卻器設計第一章概述11壓力容器簡介化工容器廣泛地應用于化工食品醫(yī)藥石油及其相關的其他工業(yè)部門可以毫不夸張地說化學工業(yè)的生產(chǎn)離不開容器然而化工容器與其他行業(yè)的容器相比較有其自身的特點它經(jīng)常在高溫高壓下工作它里面的介質經(jīng)常是屬于易燃易爆有毒有害以及具有腐蝕性的介質因而要保證化工容器能長期安全地運行工容器必須具備足夠的強度密封性耐蝕性及穩(wěn)定性化工容器常見的結構
5、形式是一個鋼制圓筒形結構主要有鋼制圓筒體和兩端的封頭組成并安裝有各種化工工藝接管如物料進出口管壓力表接管液面計接管等以及為檢修方便開設的人孔手孔和為保護容器安全而設置的安全裝置如安全閥爆破片等整個容器借助支座安放在基礎上1容器承受的載荷主要是壓力載荷大多數(shù)容器承受的壓力是內壓即使是貯存液體的常壓容器在尺寸較大時也有流體靜壓力的作用除內壓外還有承受外壓載荷的容器按壓力大小可以有多種分類受內壓的容器其主要失效形式屬于彈塑性失效而外壓容器的失效形式主要是整體丟穩(wěn)泄漏也是容器失效的一種形式以對化工容器來說由于介質的腐蝕毒性易燃易暴行密封是操作的必要條件化工容器抵抗化學介質作用的能力主要是通過選擇合適的
6、材料來解決12壓力容器的分類壓力容器形型式多樣根據(jù)不同的需要壓力容器可以有若干種分類23com壓力容器的使用位置分類a固定式壓力容器b移動式壓力容器com按壓力容器的形狀分類a圓桶形容器b球形容器c橢圓形容器反應器氣體冷卻器設計d矩形容器e組合容器com按壓力容器的壓力等級分類a低壓代號L容器OIMpaWpV16Mpab中壓代號M容器16MpaWp100Mpac高壓代號H容器100MpaWp100Mpad超高壓代號U容器p100Mpa外壓容器中當容器的內壓力小于一個絕對大氣壓約01Mpa時又稱為真空容器com壓力容器在生產(chǎn)中的作用分類a反應壓力容器代號R主要是用于完成介質的物理、化學反應的壓力
7、容器如反應器、反應釜、聚合釜、高壓釜、合成塔、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等b換熱壓力容器代號E主要是用于完成介質交換的壓力容器如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷凝器、冷卻器、蒸發(fā)器、加熱器等c分離壓力容器代號S主要是用于完成介質流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、干燥塔等d儲存壓力容器代號C其中球罐代號B主要是用于儲存、盛裝氣體凈化分離的壓力容器如液氨儲罐、液化石油氣儲罐等com壓力容器的承壓方式分類a內壓容器b外壓容器com壓力容器的殼壁溫度分類a低溫容器b常溫容器c中溫容器d高溫容器com按壓力容器的結構、壁厚及制造方法分類反應器氣體冷卻器設計a按容器的結構分類一
8、般可分為單層、多層、繞帶繞板及夾套四類b按容器的壁厚分類可分為薄壁容器和厚壁容器兩類com按容器的制造方法分類a鑄造容器b鍛造容器c焊制容器com按壓力容器的安全技術管理分類第三類壓力容器a高壓容器b中壓容器僅限毒性程度為極度和高度危害介質c中壓儲存容器僅限易燃或毒性程度為中度危害介質且Pv乘積大于等于10Mpam3d中壓反應容器僅限易燃或毒性程度為中度危害介質且Pv乘積大于等于05Mpam3e低壓容器僅限毒性程度為極度和高度危害介質且Pv乘積大于等于02Mpam3f高壓、中壓管殼式余熱鍋爐g中壓搪瓷玻璃容器h使用強度級別較高指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540Mpa的材料制造的壓力容
9、器i移動式壓力容器包括鐵路罐車介質為液化氣體、低溫液體、罐式汽車33液化氣體運輸半掛車、低溫液體運輸半掛車、永久氣體運輸半掛車和罐式集裝箱介質為液化氣體、低溫液體等j球形儲罐容積大于等于50m3k低溫液體儲存容器容器大于5m3第二類壓力容器a中壓容器b低壓容器僅限毒性程度為極度和高度危害介質c低壓反應容器和低壓儲存容器僅限易燃介質或毒性程度為中度危害介質反應器氣體冷卻器設計的基的基3d低壓管殼式余熱鍋爐e低壓搪瓷玻璃壓力容器第一類壓力容器除上述以外的低壓容器為第一類壓力容器com壓力容器的毒性分類a極度危害I級最高容許質量濃度VOlmgm3b高度危害II級最高容許質量濃度01VlOmgmc中度
10、危害III級最高容許質量濃度10V10mgmd輕度危害W級最高容許質量濃度三10mgm13換熱器com換熱器的應用及地位在工業(yè)生產(chǎn)中凡用來實現(xiàn)冷熱流體熱量交換的設備統(tǒng)稱為換熱器換熱器是化工石油制藥及能源等行業(yè)中應用相當廣泛的單元設備之一據(jù)統(tǒng)計在現(xiàn)代化學工業(yè)中所用換熱器的投資大約占設備總投資的30在煉油廠中換熱器占全部工藝設備的40左右海水淡化工藝裝置則幾乎全部是由換熱器組成的4由傳熱學理論可知道熱交換是一種復雜的過程它是由系統(tǒng)內兩部分的溫度差異而引起的熱量總是自動地從溫度較高的部分傳給溫度較低的部分傳熱本方式有熱傳導對流和輻射3種因此在換熱器中熱量總是從熱流體傳給冷體起加熱作用的熱流體又稱加熱
11、介質如水蒸汽煙道氣導熱油或其他高溫流體等起冷卻作用的冷流體又稱冷卻介質如空氣冷凍水冷凍鹽水等在熱交換過程中熱冷流體的溫度是因整個流程而不斷變化的即熱流體的溫度由于放熱而下降冷流體的溫度由于吸熱而上升目前應用最廣泛的換熱器為列管式熱交換器此外尚有板式熱交換器繞管式熱交換器螺旋板式熱交換器等列管式熱交換器包括固定管板式浮頭式U型管式滑動管板式填料函式及插管式熱交換器等列管式熱交換器雖然在熱交換效率緊湊性和金屬消耗量等方面不及其它形式的熱交換器但是它具有結構堅固可靠性高適應性大材料范圍廣等優(yōu)點仍得到廣泛的應用為了適應溫4反應器氣體冷卻器設計度和壓力對介質的腐蝕要求在上述基礎上變型的也很多如利用工藝流
12、程中產(chǎn)生的余熱生產(chǎn)高壓蒸汽的廢熱鍋爐就是個節(jié)能型熱交換設備在化工生產(chǎn)中應用很廣泛近年來我國在高溫高壓熱交換器的材料結構和制造方面都取得了一定的進展如四川化工廠的年產(chǎn)20萬噸合成氨裝置中一段廢熱鍋爐和高壓蒸汽發(fā)生器等在管箱外殼保溫膨脹節(jié)和密封結構等方面均有一些改進管子進口部分的緊緊緊緊熱防護也獲得一定改善為了解決高壓差和高溫差采用了薄管板或撓性管板結構以減少熱應力使用小管子緊密排列改善了管子與管板的連接另外在大型尿素裝置中高壓汽塔的管板上堆焊合金層以滿足耐腐蝕的要求同時該結構也能滿足耐高溫的要求56為了適應大型化工裝置的生產(chǎn)工藝要求熱交換器也隨之大型化在大型化過程中遇到的一個復雜問題就是管束的振
13、動通過人量的試驗研究現(xiàn)在已能預測管束的自振頻率在設計中可以確定適當?shù)牧魉俜秶苊饬黧w的激振還在結構上采取了防振措施如采用柵格式緊固裝置代替折流板管束被井字型柵格條固定柵格條與管子外壁不留間隙使用結果表明這種結構可有效地克服管束振動延長管子的使用壽命結構緊湊符合小管徑密排列的原則可降低殼程壓降清洗方便不易淤塞臟物板式熱交換器近年來也獲得了較為廣泛的應用板式熱交換器有其獨到的優(yōu)點如高的傳熱系數(shù)多股流可拆卸清洗方便等在純堿行業(yè)中板式熱交換器取代了效率低下的套管式熱交換器而被廣泛應用在大型純堿裝置上板式熱交換器的單張最大面積已達13m2其在合成氨尿素裝置上也得到了應用所選用的板材除了不銹鋼304316
14、外還有欽板目前板式熱交換器的主要薄弱環(huán)節(jié)是因結構和密封膠條所限尚不適宜于操作壓力高和溫度高的場合另外結構類似55板式熱交換器的冷箱即釬焊的鋁合金板式熱交換器在國外已有操作壓力為8MPa左右的冷箱產(chǎn)品而國內只有低壓級的與國外尚有一定的差距78com換熱器的分類隨著科學和生產(chǎn)技術的發(fā)展各種工業(yè)部門要求熱交換器的類型和結構要與之相適應流體的種類流體的運動設備的風力和溫度等也都必須滿足生產(chǎn)過程的要求近代尖端科學技術的發(fā)展加高溫高壓高速低溫超低溫等又促使了高強度高效率的緊湊熱交換器層出不窮雖然如此所有的熱交換器仍可按照它反應器氣體冷卻器設計們的一些共同特征來加以區(qū)分9例如按照用途來分預熱器或加熱器冷卻器
15、冷凝器蒸發(fā)器等等按照制造熱交換器的材料來分金屬的陶瓷的塑料的石墨的玻璃的等等按照溫度狀況來分溫度工況穩(wěn)定的熱交換器熱流大小以及在指定熱交換區(qū)域內的溫度不隨時間而變溫度工況不穩(wěn)定的熱交換器傳熱面上的熱流和溫度都隨時間改變按照熱流體與冷流體的流動方向來分順流式逆流式措流式混流式按照傳送熱量的方法來分間壁式混合式蓄熱式等三大類這是熱交換器最主要的一種分類方法按照傳熱壁面的形狀問壁式熱交換器義可分成管式熱交換器板式熱交換器夾套式熱交換器以及各種異形傳熬面組成的特殊型式熱交換器等類型com換熱器的研究意義隨著現(xiàn)代新工藝新技術新材料的不斷發(fā)展和能源問題的日益嚴重必然帶來更多的高性能高參數(shù)換熱設備的需求換熱
16、器的性能對產(chǎn)品質量能量利用率以及系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性起著重要的作用有時甚至是決定性的作用目前在發(fā)達的工業(yè)國家熱回收率已達96換熱設備在石油煉廠中約占全部工藝設備投資的3540其中管殼式換熱器仍然占絕對的優(yōu)勢約70其余30為各類高效緊湊式換熱器新型熱管和蓄熱器等設備其中板式板翅式熱管及各類高效傳熱元件的發(fā)展十分迅速隨著工業(yè)裝置的大型化和高效率化換熱器也趨于大型化并向低溫差設計和低壓力損失設計的方向發(fā)展20世紀70年代初發(fā)生的世界性能源危機有力地促進了傳熱強化技術的發(fā)展為了節(jié)能降耗提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益要求開發(fā)適用不同工業(yè)過程要求的高效能換熱設備因此換熱器有多種形式每種結構形式都有其特點和適用范圍
17、只有熟悉和掌握這些特點并根據(jù)生產(chǎn)工藝具體情況才能進行合理選型和正確的設計自從七十年代發(fā)生世界性的能源危機以來各國都在尋找新的能源和節(jié)約能源與控的途徑而要研究如何開發(fā)諸如核能、地熱、太陽能等新能源如何回收尤其是工系統(tǒng)存在的大量余熱并加以利用都離不開換熱器我國近幾年來也大力開展節(jié)能運動許多廠礦以及設計研究單位、高等院校非常重視新能源的開發(fā)與余熱的利用研制出各種新型結構的、高效的換熱器及傳熱元件1011反應器氣體冷卻器設計熱交換器由于其在化工生產(chǎn)中所占的重要位置因此對熱交換器的研究設計制造使用歷來受到國內外的重視今后在基礎理論研究方面從數(shù)學模型和物理模型出發(fā)用數(shù)學方法推導出精確的計算公式應用計算機進
18、行最優(yōu)化設計制達到最高的技術經(jīng)濟性能從傳熱分析應力分析信息儲存與檢索以及模擬和控制方面進行開發(fā)有些程序可從工藝設計開始直到繪出圖紙這些都是縮短與國外的差距盡快趕上世界先進水平的重點研究課題同時還要繼續(xù)研究開發(fā)熱交換器新結構新品種研究熱交換器向高參數(shù)延伸開發(fā)振動的研究采用新材料特別是開發(fā)耐腐性能優(yōu)異的非金屬材料制造熱交換器有相變的傳熱研究是涉及能量的轉換和傳質技術高效傳熱設備的研究使得傳熱表面形狀更加復雜介質流動更加無規(guī)律性研究設計更加復雜總之熱交換器在化工生產(chǎn)士的應用向更深更廣的領域延伸研究設計制造維修的課題將會更多更復雜任重而道遠我們應在新形勢下為今后熱交換器研究取得更大成果而共同努力大致說
19、來隨著換熱器在生產(chǎn)中的地位和作用不同對它的要求也不同但總的說來均需滿足以下一些基本要求12首先滿足工藝過程的要求以換熱器中應用最為廣泛的管殼式換熱器為例其工作壓力可以從高真空到80MPa工作溫度可以從一100C以下到1200C的高溫這就要求換熱器在各種不同的工作條件下均有較高的換熱強度且應盡量減少熱量損失其次要求在該工作壓力下具有一定的強度但結構又要求簡單緊湊便于安裝和維修第三造價要求低但運行卻又要求安全顯然要同時滿足上述這些要求是十分困難的甚至是相互矛盾的這就對每一個換熱器的研究者和制造者提出一個很高的要求即如何在相對地滿足上述要求的基礎上設計和制造出最適用的換熱器14本題目設計內容所要研究
20、的內容和解決的問題如下反應器冷卻器熱計算和結構設計所要解決的主要問題是換熱器的傳熱系數(shù)的確定和緩熱面積的計算反應器氣體冷卻器設計換熱器的強度校核換熱器圖紙設計管殼式換熱器的設計涉及到非常多的知識考察了設計人員對綜合知識的掌握和運用此設計過程訓練了我們學生的綜合運用知識應用文獻資料設計能力計算能力外語應用計算機應用和技術經(jīng)濟分析等各方面的能力設計計算的常規(guī)計算公式繁多涉及到了傳熱學化工原理的知識最后的裝配圖和零件圖不但要求由手工繪畫還要求計算機繪制這就要利用到AutoCAD軟件要想有更好的視覺效果時可以應用到的軟件UG或其他三維制圖軟件繪制三維視圖可見換熱器研究的意義不但對換熱器發(fā)展有著重要的推
21、動作用對設計人員綜合能力的培養(yǎng)也是非常有意義的反應器氣體冷卻器設計第二章管殼式換熱器的工藝熱計算21換熱器設計要求及工藝參數(shù)com設計參數(shù)表2-1設計參數(shù)表管程設計壓力MPa391設計壓力MPa391111125275設計溫度C316操作溫度C料241反應器220飽和水220飽和蒸汽280反應器出流量kgh出料進口出口進口出口物料待定程數(shù)個飽和蒸汽飽和水蒸汽10X10環(huán)氧乙烷1212241oCcom定性溫度及物性參數(shù)進口飽和水溫度220oC出口飽和蒸汽溫度220oC反應器出料進口溫度t2280oC出口溫度t2殼程工作壓力P2266MP管程工作壓力P201MP殼程蒸汽的流量10X103kgh1殼
22、程物性參數(shù)定性溫度飽和蒸汽和飽和水的情形溫度tm11220C查化工物性算圖手冊13得以下數(shù)據(jù)飽和水物性參數(shù)比熱Cp146KJKgK密度p8475Kgm39911粘度149X106Pas反應器氣體冷卻器設計導熱系數(shù)入065WmC普蘭德數(shù)Pr11p1089汽化熱r4434kcalkg11飽和水蒸汽物性參數(shù)比熱Cp1341KJKgK密度p116Kgm3粘度169X106Pas導熱系數(shù)入00389WmC普蘭德數(shù)Pr11p1148pp2管程物性參數(shù)t2t定性溫度t2260Cm22管程物性參數(shù)導熱表2-214各組分百分比熱容c系數(shù)入粘度MX105密度pKJKgCWmKPasKgmO450653002420
23、314292N54074500221712512CO80653001313719762CH217000030071744p2p2CH22093512612412220016CHO20080300724265900067HO7516871965208140039比熱C1349KJKgK33粘度u1473X106Pas導熱系數(shù)入00224WmC普蘭德數(shù)Pr22p2088710反應器氣體冷卻器設計密度p1397Kgm22換熱器的傳熱計算1熱流體放出的熱量3QWr51567X10KJS1r若考慮換熱器對外界環(huán)境的散熱損失Q則熱流體放出的熱量Q將大于冷流c1體吸收的熱量Q2即21L21L一般情況下Qc很
24、難估計而且隨換熱器的不同而不同如換熱器是否保溫熱流體走管內還是管外等工程上常用熱損失系數(shù)n加以估算即Qqnl21L熱損失系數(shù)n的值通常取097-com98QQn5054X10KJS2環(huán)氧乙烷的質量流量Q25504X103Q25504X103009606KgSCptt1349X2802413有效溫度對數(shù)平均溫度min28024124122003715C280220mctlnlnt241220min的所以單一飽和水沸騰時因為整個過程的溫度在整個熱交換器是溫差修11反應器氣體冷卻器設計正系數(shù)屮1有效溫度tmAt1mc1X37153715C23換熱器換熱面積計算com估算傳熱面積及傳熱面1傳熱量QMq
25、10X103X443451567KJS2總溫差T2605220405C總溫差均保持一定3管內側導熱系數(shù)假定管內側的導熱系數(shù)為h650kcalm2hk4污垢系數(shù)由GB151-199915可知ri00001ro000025管金屬熱阻鋼管使用外徑為19mm厚度為2mm的oCr18Ni9其導熱系數(shù)k15WmK管子平均直徑DD1915DD19156復合傳熱系數(shù)6復合傳熱系數(shù)D17mmm22熱阻為tsD0000200190000121mhCkcal2-1kD150017eiiiwi1100190019eiiiwi110019001912反應器氣體冷卻器設計由尾花英郎熱交換器設計手冊16可得公式11DDtD
26、00s0rr2-2hhDDkD0000100001210000100001214242r000022-3h65000150015eh4173kcalm2hke管外沸騰側界膜導熱系數(shù)用莫斯廷斯基公式求2332-4hZATb水沸騰液的臨界壓力為P22MPa2245X10P22MPa2245X10P0171210333P0171210333Kgm水的沸騰壓力P=223MPa所以相對臨界壓力0103010c418R4R10R1010223332245X104017121001018010340103100103104X2-5440假定蒸汽覆蓋修正系數(shù)爐002沸騰溫度范圍修正系數(shù)F2Fexp0027TT
27、Fexp0027TT2-62boexp0027120120exp0bi所以F2Zm1ttQ1Q133340500543tt13反應器氣體冷卻器設計從熱交換器設計手冊的圖11-78可查的t115C因此冷凝部分可以忽略自然對流項7所需的換熱面積Am1m1N1176N11762-75156700333001X10X440X1121056m管子材料選用OCrl8Ni9規(guī)格屮19X2管長取30則管根數(shù)為A21056XXXX2-8LD3X314X0019如采用間隔P可近似由下式求得25mm的正三角形錯列配置管束直徑D2sinDPNan22-1122-1100251176sin603142-9090052-
28、108蒸汽覆蓋系數(shù)校核單位長傳熱管的外表面積A為AOnDO314X001900597m2比熱流QA為Q51567OO2449OKw21056流經(jīng)傳熱管之間間隙的蒸發(fā)蒸汽的平均質量速度G為14反應器氣體冷卻器設計A0QA00597X24490G549562-12APD4434X002500192Pcosa22X0025Xcos302Pcosa22X0025Xcos30入為水的蒸發(fā)潛熱所以可知i086X105G086X105X54956000472-13三角形錯列布置垂直方向中心線上的管排數(shù)N近似的用下式計算rvD09005Nb2082-14rv00470308004703082-15所以可知02
29、4175ln1Nrv024175ln12080308所以可知蒸汽覆蓋修正系數(shù)為0714328(prv2-16071432800250019X12080028因此前面假設的蒸汽覆蓋修正系數(shù)符合要求9管內側導熱系數(shù)h的校核管內的流通面積ndi2N314X00152X117602077mA2-174444管內流體的流速M96063311mws2-18Atp202077X139715反應器氣體冷卻器設計管程雷諾數(shù)w2p2di3311X1176X0019222Re502X102-1925M1473X10管程的普蘭德數(shù)MCpPr2208872-20由于Re1000007Pr120且60由換熱器設計手冊式1
30、-3-9可d1得管內側的換熱系數(shù)2h2XcomPr042-21i22h6744650kwmhC說明前面的計算中有余量假設合理10最大比熱流的校核蒸汽覆蓋系數(shù)修正系數(shù)屮為DL09005X32-22001282105609所以可知03509屮24PR1R0352-2324X2245000X0103X101032205X106從圖11-74換熱器設計手冊尾花英朗可看出遠大于因此此換熱屬于泡核沸騰換熱并且符合本次設計要求能達到要求的冷卻效果com管子的選用及管程計算管子材料選用OCrl8Ni9規(guī)格019X2管長取L30m如圖2-1所示16反應器氣體冷卻器設計圖2-1換熱管示意圖必要的傳熱管根數(shù)N117
31、6管程的流通面積At02077m2管程流體的流速w23311管子排列方式選正三角形排列如圖2-2所示換熱管中心距取s25mm根據(jù)GB150-1998分程隔板槽處管中心距S38mm平行于流向的管距sscos302165mm垂直于流向的管距sssin30125mm拉桿直徑12mm拉桿數(shù)為10由熱交換器原理com0019管束外緣直徑DL090052X0925m殼體內徑DsDL2b309152X00250965取標準直徑Ds1m17反應器氣體冷卻器設計圖2-2布管圖M9606管程接管直徑D2113113515mm取標準p2w21397X3311鋼制管法蘭選屮600X24接管法蘭根據(jù)GBT91151-2
32、000用凸面對焊鋼制法蘭DN600-PN50com折流板計算折流板形式選定弓形折流板缺口高度h025D025X1025m折流板的圓心角0120度折流板間距021D2001000mm取l06D600mm如圖2-3所示18反應器氣體冷卻器設計圖2-3折流板示意圖折流板數(shù)目Nb4取整Nb折流板上管孔數(shù)561066個折流板上管孔直徑dH196mmGB151-1999通過折流板上管數(shù)1030個折流板缺口處管數(shù)126個19反應器氣體冷卻器設計第三章結構設計與校核31結構尺寸參數(shù)a根據(jù)換熱器公稱直徑DN1000mm選用圓筒作為換熱器殼體殼體圓筒公稱直徑DN1000mm壁厚66mmb換熱管外徑d19mm壁厚6
33、2mm根數(shù)n1176管長l3000mm受壓失穩(wěn)當量長度l1500mm換熱管呈正三角形排列管心距s25mmcr換熱管與管板的連接形式強度焊加貼脹如圖3-1所示圖3-1換熱管與管板的連接c管板剛度削弱系數(shù)n04強度削弱系數(shù)u04d管箱法蘭采用GBT91132-2000凹凸面整體鋼制管法蘭法蘭外徑D1110mmD1180mm螺栓孔中心圓直徑b法蘭厚度691mm管箱圓筒連接厚度18mm30mme螺栓查自JBT4707-2000得d2數(shù)量nb9620反應器氣體冷卻器設計nd22規(guī)格M30有效承載面積Ab27065mm4圖3-2螺栓示意圖f墊片墊片采用JBT4718-1992包墊G52-1000-25-3
34、如圖3-3所示墊片尺寸屮1000104065mm墊片接觸面寬度N10401000220mm基本密封寬度查GB150-1998表9-1b0N210mm墊片材料為耐油石棉橡膠板查表9-2得墊片系數(shù)m375比壓為y52421反應器氣體冷卻器設計圖3-3管板結構示意圖32采用原件材料及數(shù)據(jù)根據(jù)GB150-1998查得以下數(shù)據(jù)316a換熱管材料0Cr18Ni9查表4-1316C設計溫度下的許用應力at114MPa316查表126MPaF1316CF5316C設計溫度設計溫度下下的的屈服點a彈性模量Es316查表180000MPat260C金屬溫度下的彈性模量Et175000MPa查表F6260C金屬溫度下平均線性膨脹系數(shù)a1745X106mmb筒體材料16Mn
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