浮头塔式换热器设计中各部件地计算.doc

浮头塔式换热器设计中各部件地计算.doc

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1、3计算部分3.1浮头式换热器筒体的计算3.1.1原始数据(1)设计条件设计压力:管程2.1MPa,壳程2.25MPa工作温度:管程40℃,壳程55℃(2)操作介质管程:丙烷壳程:水(3)程数管程:4,壳程:2(4)计算条件钢板负偏差=O材料名称16MnR腐蚀裕量=3mm设计温度下许用应力[]t=170MPa设计温度下屈服点=345MPa焊接系数3.1.2厚度的计算计算厚度:设计厚度:名义厚度:由钢材厚度标准规定,有效厚度:3.1.3压力试验应力校核压力试验类型:水压试验允许最大操作压力:水压试验校核:3.2前后端封头的计算3.2.

2、1计算条件计算压力:内径:,;设计温度:60℃;材料名称:16MnR;腐蚀裕量:;负偏差:;焊接系数:;设计温度许用应力:[]=170MPa.3.2.2前端封头的厚度计算(1)厚度计算;根据化工设备设计手册查表得到椭圆封头形状系数:;计算厚度:设计厚度:名义厚度:由钢材厚度标准规定,有效厚度:(2)压力试验应力校核压力试验类型:水压试验最大允许压力:水压试验校核:由于<,所以该厚度的前端封头满足使用要求。3.2.3后端封头的厚度计算(1)厚度计算:;根据化工设备设计手册查表得到椭圆封头形状系数:;计算厚度:设计厚度:名义厚度:取有

3、效厚度:(2)压力试验应力校核压力试验类型:水压试验最大允许压力:水压试验校核:由于<,所以该厚度的后端封头满足使用要求。3.3前后端短节厚度的计算3.3.1计算条件内径:负偏差:计算压力:设计温度:200℃材料名称:16MnR腐蚀裕量:焊接系数:设计温度许用应力:[]=170MPa设计温度许用应力:[]=159MPa3.3.2前端短节厚度的计算计算厚度:设计厚度:名义厚度:有效厚度:3.3.3后端短节厚度的计算计算厚度:设计厚度:名义厚度:有效厚度:3.4开孔与开孔补强的计算3.4.1符号说明A--开孔削弱所需要的补强截面积,m

4、m2;B--补强有效宽度,mm;Di--壳体内直径,mm;d--开孔直径,mm;fr--强度削弱系数h1--接管外侧有效补强高度,mm;h2--接管内侧有效补强高度,mm;pc--计算压力,MPa;S1--管孔的轴向节距,mm;S2--孔带的单位长度,mm;S3--管孔的对角向节距,mm;--壳体开孔处的计算厚度,mm;e--壳体开孔处的有效厚度,mm;et--接管有效厚度,mm;n---壳体开孔处的名义厚度,mm;nt---接管名义厚度,mm;t----接管计算厚度,mm;[]t--设计温度下壳体材料的许用应力,MPa;b---

5、钢材标准抗拉强度下限值,MPa;s---刚才标准屈服点,MPa;-----焊接接头系数。3.4.2补强的判断方法壳体开孔满足下述全部要求时,可不另行补强:a)设计压力小于或等于2.5MPa;b)两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍;c)接管公称外径小于或等于89mm;d)接管最小壁厚满足表3-1要求。本次设计中,开口不满足上述要求,故需考虑另行补强。3.4.3筒体开孔所需的补强面积开孔直径:di=100-2×8=84mm;本圆筒开孔直径:d=di+2C=84+2×3=90mm;表3-1mm接管公称外径2532384548

6、57657689最小壁厚3.54.05.06.0注1钢材的标准抗拉强度下限值>540MPa时,接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构型式。2接管的腐蚀裕量为1mm。接管材料:10号钢;在60℃时,10号钢的许用应力[]t=193MPa;圆筒和补强圈的材料:16MnR;在60℃时,16MnR的许用应力[]r=170MPa;圆筒的计算厚度:对于安放式接管取fr=0.66接管有效厚度为:开孔所需补强面积:3.4.4有效补强范围a.有效宽度B:B=2d=290=180mmB=d+2n+2nt=90+2×8+2×8=122mm取两者中最大值,故

7、取B=180mmb.外侧有效高度h1:h1===26.8mmh1=247mm取两者中最小值,故取h1=26.8mm。c.内侧有效高度:h2===26.8mmh2=0取两者中最小值,故h2=0。3.4.5有效补强面积a.筒体多余金属面积A1-壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积,mm2注:对于安放式接管fr=0.66b.接管多余金属接管计算厚度:接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A2:焊缝金属截面积A3:焊脚高度取6.0mmA3=26.06.0=36m2有效补强面积Ae:Ae=A1+A2+A3=259.8+81.4+36=37

8、7.2mm2因为A>Ae,为了制造时准备材料,再增加的补强厚度取短节的厚度。取Ae=A1+A2+A3=2424.8+81.4+36=2542.2mm2Ae>A3.5带法兰无折边球形封头及法兰计算3.5.1符号说明D-法兰外直径,mm;Db-螺栓中心

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