发布时间 : 星期六 文章毕业设计换热器设计更新完毕开始阅读
内侧高度 h2?d?nt?
h2?接管实际内伸高度
接管内伸长度 h2?0 ，接管实际外伸高度h1 =100mm,
作为壳体有效补强金属面积有几部分
1、
A1 ——壳体有效厚度减去计算厚度以外的多余面积
A1=?B?d???e????2?et??e????1?fr?
2、
A2 ——接管有效厚度减去计算厚度以外的多余面积 A2=2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr
3、
A3——有效补强区内焊缝金属截面积
A4——有效补强区内另外再增加的补强元件的金属截面积
4、
式中 ?e ——壳体开孔处的有效厚度
?t ——接管计算厚度
若Ae = A1 + A2 + A3 ?A
则开孔后不需要另行补强
Ae——有效补强区内另加的补强面积
A1=?B?d???e????2?et??e????1?fr?= =224.32 mm2
A2 = 2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr=2?100?3?0.446??0.903?0=461 mm2
A3=0.5×8×8×2=100 mm2（焊脚取10mm）, Ae= A1 + A2 + A3=224.32+461+100=785.21mm2 因Ae﹥A，故不需要另行补强， 结论：壳程补强满足要求
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3.3.2在封头上开孔
Di，Di为开孔中心处的锥壳内直 34q4?9.891?10?3管程内裂解气流速u=2m/s,则开孔直径d? ==50.2mm
?u3.14?2（1）在锥壳上开孔时，开孔的最大直径d?查GB/T17395-2008取管子?54?13.5
已知设计条件：管层计算压力pc=4.5MP，设计温度t=封头开孔处计算厚度?c=19.29mm厚度负偏差C1=0.3mm, 腐蚀余量C2=3mm，壳体材料的许用应力???=138.6MP，
t℃，壳体材料Q345R，
封头中心开孔处焊接接头系数?=0.85，壳体内直径Di=1200mm
名义厚度?n=?c+C1+C2=22.59 圆整后取?n=26mm 接管材料选择16Mn，接管材料的许用应力???=125.2 MP
t厚度负偏差C1=0mm, 腐蚀余量C2=2mm 内压容器的封头开孔后所需的最小面积
A=d??2??et?1?fr? ，mm2
接管壁厚附加量 取1mm,则开孔直径 d=27+2x1=29mm fr =128.6/138.6=0.903 接管计算厚度 ?＝4.5?27pcDi= =0.583mm t2?125.2?0.85?4.52[?]??pc ?nt= ?+ C1 + C2 =2.583 圆整后取?nt=3mm
故有效厚度 ?et=?nt- C1 =2.583mm 封头开孔后所需的最小面积
A=d??2??et?1?fr?=29?19.29 +2 ?19.29?2.583 ?(1-0.903)=569.07mm2
（2）有效补强范围
壳体补强是有范围的，在该范围内补强有效，超出此范围则补强失效。有效 宽度B 取下列式中较大值 ?B?2d
?B?d?2?n?2?nt 式中?nt——接管名义厚度 ?n——壳体开孔处名义厚度
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经计算，有效宽度B=81mm，
接管内伸长度 h2?0 ，接管实际外伸高度h1 =100mm, 作为封头有效补强金属面积有几部分
1、A1 ——封头有效厚度减去计算厚度以外的多余面积 A1=?B?d???e????2?et??e????1?fr?
2、A2 ——接管有效厚度减去计算厚度以外的多余面积
A2=2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr 3、A3——有效补强区内焊缝金属截面积
4、A4——有效补强区内另外再增加的补强元件的金属截面积 式中 ?e ——封头开孔处的有效厚度
?t ——接管计算厚度 若Ae = A1 + A2 + A3 ?A 则开孔后不需要另行补强
Ae——有效补强区内另加的补强面积
A1=?B?d???e????2?et??e????1?fr?= =190.443 mm2
A2 = 2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr=2?100?2.583?0.583??0.903?0=361.3 mm2
A3=0.5×8×8×2=64 mm2（焊脚取8mm）,
Ae= A1 + A2 + A3=190.443+361.3+64=615.743 mm2 因Ae﹥A，故不需要另行补强， 结论：封头补强满足要求
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3.4、延长部分兼作法兰固定式管板计算
3.4.1 壳程圆筒的结构尺寸
壳程设计压力ps=3.46MP，设计温度Ts=280℃，
金属壁温 ts=152 ℃，材料名称Q345R，设计温度下的许用应力 ???= 138.6MP
t壳程圆筒内径Di=1500mm, 壳程圆筒名义厚度
?s=24.13mm
壳程圆筒有效厚度?se=26.7mm 壳程圆筒内直径横截面积
A?0.25?Di2 =0.25×3.14 ×15002 =1.77 ×106 m㎡ 壳m㎡
程
圆
筒
金
属
横
截
面
积
As???s(Di??s)?3.14?24.13??1500?24.13?=1.155×105
3.4.2 管箱圆筒的结构尺寸
设计压力pt=4.5MP，设计温度Tt=145℃，材料名称Q345R，设计温度下???=173.8MP，
t4.5?1500pcDi==23.2mm, t2[?]??pc2?173.8?0.85?4.5名义厚度?h=?+ C1 + C2=26.5mm 经圆整后取?h=30mm,
?=0.85
设计温度下的圆筒厚度计算为 ?＝有效厚度?he=?h-C1-C2=26.7mm 3.4.3 换热管的计算
管子外径d=19mm,管子壁厚?t=2mm,管子材料10号钢 管子根数n=1448,换热管中心距S=25mm
管子金属总截面积na?n??t(d??t)?1448×3.14×2×（19-2）=1.546×105mm2
n?d2开孔面积=1448 ×3.14×361 ×0.25=4.103 ×105mm2
422换热管长度L=4.5m, 管子回转半径 i=d2?d14=6.05mm,换热管弹性模量
E=189.5Gpa，设计温度下材料屈服应力?t=138.6MP，设计温度下材料许用应力
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