流量為270th臥式蒸汽冷凝器設(shè)計

1、專業(yè)：過程裝備與控制工程班級：1201班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：摘要換熱器又被叫熱量交換器，是一種把熱流體的熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，并且實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量的交換和傳遞不可缺少的設(shè)備，在工廠中具有重要的意義。換熱器可以是一種單獨的設(shè)備，例如加熱器、冷卻器和凝汽器等等；也可是工藝設(shè)備的組成部分，比如石化、煤炭工業(yè)中的余熱回收裝置等等。換熱器是兩種溫度不同的物料在一個設(shè)備內(nèi)相互交換熱量，最終達到將物料冷卻，或者將冷物料加熱為目的的設(shè)備。本換熱器是蒸汽冷凝器在成產(chǎn)中是非常常見的設(shè)備，該換熱器有耐高壓的優(yōu)點、價格低廉、清洗方便不宜結(jié)垢的優(yōu)點。已知條件為：設(shè)計壓力為管程，殼程，工作溫度管程20，殼程，設(shè)計

2、溫度管程180，殼程105，管程介質(zhì)為的水，殼程介質(zhì)為的水蒸氣。依據(jù)給定條件所得傳熱面積為²。考慮到介質(zhì)特性等因素，采用25×2.5×4500的20#（材料）的無縫鋼管，本設(shè)計采用608根換熱管可滿足換熱量。設(shè)定拉桿數(shù)量為6根，計算得到筒體直徑為DN=1000mm。完成了壓降計算、強度計算、開孔補強、管箱短節(jié)壁厚計算等。在強度設(shè)計中，依據(jù)GB150進行筒體、封頭強度設(shè)計及校核，依據(jù)流量進行入口接管、出口接管等管口直徑的選擇，依據(jù)等面積補強法進行開口補強計算。本設(shè)計選擇管板延長兼做法蘭，依據(jù)GB151中的彈性支撐假設(shè)對管板進行設(shè)計和校核，管板與換熱管的連接方式為焊接

3、，拉桿與管板為螺紋連接結(jié)構(gòu)。同時，進行了臥式容器鞍座校核。本設(shè)計充分的利用材料，適用比較多的場合。608根換熱管更加體現(xiàn)了換熱的效率。在同樣的換熱器中此換熱器十分的廉價、安全。所以該換熱器在工廠中占有重要位置。關(guān)鍵字: 固定管板; 換熱器; 不同物料; 熱交換 ；補強AbstractHeat exchanged called heat exchanged again, it is a kind of the thermal fluid heat transfer to cold fluid equipment, and realize the heat exchange and transmi

4、ssion in the process of chemical production indispensable equipment, has the vital significance in the factory. Heat exchanged can be a single device, such as a heater, cooler and steam condenser, etc. But also part of the process equipment, such as waste heat recovery unit in petrochemical industry

5、, coal industry, and so on. Temperature heat exchanged are two different materials in a heat exchanging equipment, eventually achieve the material cooling, or heating equipment for the purpose of cold material. This heat exchanged is steam condenser is very common in into during equipment, the heat

6、exchanged has the advantages of resistance to high pressure, low cost, convenient cleaning is unfavorable and scale advantages.Known condition is: the design pressure for tube side and shell side, working temperature tube side and shell side, the design temperature tube side and shell side, the medi

7、um as the water passes, shell side medium is water vapor. Based on the heat transfer area of the given conditions. Considering the characteristic of medium etc factors, using (material) seamless steel tube, this design USES the root heat exchange tube can meet the change of heat. Set rod of 6 root n

8、umber, calculate the cylinder diameter. Completed the pressure drop calculation, strength calculation, opening reinforcement, short tube box section wall thickness calculation, etc. In strength design, strength design basis for cylinder, head and checking, according to the inlet connection of traffi

9、c and exports over the selection of nozzle diameter, opening reinforcement method on the basis of equal area reinforcement calculation. The design of flange, tube-sheet extended and do according to the hypothesis of elastic support for tube plate design and checking, tube plate and the heat exchange

10、 tube connections for welding, rod and tube plate to the threaded connection structure. At the same time, for the horizontal vessel saddle checking.This design make full use of material, is more occasions. 608 more embodies the heat exchange tube, so the heat exchange efficiency. At the same heat ex

11、changed in the heat exchanged is very cheap and safe. So the heat exchanged occupies an important position in the factory.Key words: Fixed tube sheet； Heat exchanged； Different materials；reinforcing 目 錄第一章?lián)Q熱器傳熱工藝計算 11.1 原始數(shù)據(jù) 11.2 定性溫度及確定其物性參數(shù) 11.3 傳熱量與水蒸氣流量計算 21.4 有效平均溫差計算 31.5 管程換熱系數(shù)計算 41.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計

12、 51.7 殼程換熱系數(shù)計算 61.8 總傳熱系數(shù)計算 71.9 管壁溫度計算 81.10 管程壓力降計算 91.11 殼程壓力降計算 10第二章固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 132.1 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 132.2 布管方式的選擇 132.3 筒體內(nèi)徑的確定 142.4 筒體壁厚的確定 142.5 筒體水壓試驗 152.6 封頭厚度的確定 152.7 管箱短節(jié)壁厚計算 162.8 管箱水壓試驗 172.9 管箱法蘭的選擇 172.10 管板尺寸的確定及強度計算 182.11 是否安裝膨脹節(jié)的判定 312.12 防沖板尺寸的確定 312.13 折流板尺寸的確定 322.14

13、各管孔接管及其法蘭的選擇 332.15 開孔補強計算 382.16 支座的選擇及應(yīng)力校核 412.16.1 支座選擇 412.16.2 鞍座的應(yīng)力校核 41參考文獻 46致謝 47第一章?lián)Q熱器傳熱工藝計算管程水的進口溫度=20管程水的出口溫度=85管程水的工作壓力管程水的流量=245000kg/h殼程水蒸氣的入口溫度殼程水蒸氣的出口溫度=80殼程水蒸氣的工作壓力管程水的定性溫度（1-1）管程水密度查物性表得管程水比熱查物性表得管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得=0.6557w/(m·)管程水黏度=5.229×10-4pa·s管程水普朗特數(shù)查物性表得殼程水蒸氣定性溫度殼程水蒸

14、氣冷凝點：冷卻段：（1-2）冷凝段：（1-3）殼程水蒸汽密度查物性表得：冷卻段：=943.4kg/m³冷凝段: =4.122kg/m³殼程水蒸汽比熱查物性表得：冷卻段：/(kg·)冷凝段：/(kg·)殼程水蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得：冷卻段：2=0.688w/(m·)冷凝段：/(m·)殼程水蒸汽粘度：冷卻段：冷凝段：殼程水蒸汽普朗特數(shù)查物性表得：冷卻段：冷凝段：取定換熱效率則設(shè)計傳熱量:Q0=G1×Cp1×()×1000/3600 =245000×4.178×(85-20)×10

15、00/3600（1-4） =1.8482×107w由導(dǎo)出水蒸氣氣流量G2，r為時的汽化潛熱水蒸氣流量：（1-5）冷卻段傳熱量：（1-6）冷凝段傳熱量:（1-7）設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為根據(jù)熱量衡算:·（1-8）有效平均溫差計算逆流冷卻段平均溫差:（1-9）逆流冷凝段平均溫差:（1-10）冷卻段：參數(shù)：參數(shù)：（1-11）換熱器按單殼程2管程設(shè)計則查圖2-6(a)，得:溫差校正系數(shù) 有效平均溫差：冷凝段：參數(shù)：（1-12）參數(shù)：（1-13）換熱器按單殼程2管程設(shè)計則查圖2-6(a)，得:溫差校正系數(shù) Ø=0.89 有效平均溫差:=Ø（1-14）初選冷卻

16、段傳熱系數(shù):（1-15）初選冷凝段傳熱系數(shù):則初選冷卻段傳熱面積為:（1-16）（1-17）選用的無縫鋼管做換熱管則: 管子外徑d0=25mm管子內(nèi)徑di=20mm管子長度L=4500mm則需要換熱管根數(shù):根可取換熱管根數(shù)為608根.管程流通面積：管程流速:（1-18）管程雷諾數(shù):管程冷卻段的定性溫度:（1-19）管程冷卻段傳熱系數(shù):管程冷凝段的定性溫度:（1-20）管程冷凝段傳熱系數(shù):1.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計查GB151-1999 知管間距按取管間距:s=0.032 m管束中心排管數(shù)：根，取29根則殼體內(nèi)徑:圓整為:Di則長徑比;合理折流板選擇弓形折流板:弓形折流板的弓高i折流板間距: 折流板

17、數(shù)量: 殼程流通面積:殼程流速:冷卻段:（1-21）冷凝段: （1-22）殼程當(dāng)量直徑:（1-23）（1）.冷凝段管外壁溫度假定值:（2）.膜溫：（1-24）膜溫下液膜的粘度:188.3×膜溫下液膜的密度:膜溫下液膜的導(dǎo)熱系數(shù)：正三角形排列冷凝負荷:=（1-25）殼程冷凝段雷諾數(shù):（1-26）殼程冷凝段傳熱系數(shù):（1-27）（2）.冷卻段管外壁溫假定值:冷卻段雷諾數(shù)：（1-28）壁溫下水粘度:粘度修正系數(shù)；（ 1-29）殼程傳熱因子查圖2-12得:冷卻段殼程換熱系數(shù):1.8 總傳熱系數(shù)計算查GB-1999 第138 頁可知水蒸汽的側(cè)污垢熱阻:管程水選用地下水，污垢熱阻為:由于管壁比較

18、薄，所以管壁的熱阻可以忽略不計冷卻段總傳熱系數(shù): 傳熱面積比為: （合理）（1-30）冷凝段總傳熱系數(shù):傳熱面積比為: (合理)（1-31）1.9 管壁溫度計算設(shè)定冷凝段的長度:冷卻段的長度: 冷卻段管外壁熱流密度計算:（1-32）冷卻段管外壁溫度:誤差不大冷凝段管外壁熱流密度計算:冷凝段管外壁溫度:（1-33）1.10 管程壓力降計算管程水的流速:（1-34）管程雷諾準(zhǔn)數(shù):（1-35）管程摩擦系數(shù):（1-36）壓降結(jié)垢校正系數(shù):沿程壓降:（1-37）管程數(shù): 管程回彎次數(shù):回彎壓降:（1-38）取管程出入口接管內(nèi)徑: 管程出入口速:（1-39）局部壓降:（1-40）管程總壓降:管程允許壓降:

19、即壓降符合要求。1.11 殼程壓力降計算殼程當(dāng)量直徑:（1-41）殼程流通面積:（1-42）殼程流速:冷卻段:（1-43）冷凝段:（1-44）殼程雷諾數(shù):殼程冷卻段雷諾數(shù):（1-45）殼程冷凝段雷諾數(shù):（1-46）查表殼程摩擦系數(shù): 冷卻段:冷凝段:殼程粘度修正系數(shù): 冷卻段: 冷凝段: 管束周邊壓降:冷卻段管束周邊壓降:冷凝段管束周邊壓降:導(dǎo)流板壓降:（無導(dǎo)流板）查表取殼程壓降結(jié)垢系數(shù):冷卻段：冷凝段：取殼程進口接管內(nèi)徑: 殼程出口接管內(nèi)徑: 殼程出口流速:（1-47）殼程進口流速:（1-48）局部壓降:冷卻段：（1-49）冷凝段：（1-50）殼程總壓降:冷卻段殼程總壓降:（1-51）冷凝段

20、殼程總壓降:（1-52）殼程允許壓降:即壓降符合要求即壓降符合要第二章固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計計算2.1 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源及計算公式數(shù)值（1）換熱管規(guī)格（2）傳熱面積A（3）換熱管數(shù)Nt根608（4）拉桿直徑dnmmGB151-1999管殼式換熱器表4316（5）拉桿數(shù)量根GB151-1999管殼式換熱器表4462.2 布管方式的選擇序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)計算數(shù)值（1）正三角形GB151-1999 圖11（2）換熱管中心距SmmGB151-1999 表1232（3）隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距SnmmGB151-1999 表12442.3 筒體內(nèi)徑的

21、確定序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）換熱管中心距SmmGB151-1999 表1232（2）換熱管根數(shù)Nt根608（3）管束中心排管根數(shù)Nc根29（4）換熱管外徑d0mm25（5）到殼體內(nèi)壁最短距離b3mm8（6）筒體內(nèi)徑Dimm996（7）實取筒體公稱直徑DimmJB/T4737-951000（8）布管限定圓直徑Dlmm9802.4 筒體壁厚的確定序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）計算壓力（2）筒體內(nèi)徑見三-81000（3）筒體材料20R（4）設(shè)計溫度下筒體材料的許用應(yīng)力GB150-1998表4-1 鋼板許用應(yīng)力123（5）焊接接頭系數(shù)（6）筒體計算厚度（7）腐蝕裕量2

22、（8）負偏差0（9）設(shè)計厚度（10）名義厚度GB151-1999 項目5.3.2 表88（11）有效厚度6（12）設(shè)計厚度下圓筒應(yīng)力（13）校核（14）設(shè)計溫度下圓筒的最大許用工作壓力2.5 筒體水壓試驗序號項目符號單位根據(jù)來源及計算公式數(shù)值（1）實驗壓力（2）圓筒薄膜應(yīng)力（3）校核=187.4Mpa 合格2.6 封頭厚度的確定序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）封頭內(nèi)徑1000（2）計算壓力（3）焊接接頭系數(shù)（4）封頭材料Q345（5）設(shè)計溫度下許用壓力GB151-1999 項目表4-1170（6）標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭計算厚度（7）腐蝕裕量1（8）負偏差0（9）設(shè)計厚度（10）名義厚度GB1

23、51-1999 項目10（11）實取名義厚度10（12）有效厚度9（13）曲面高度JB/T4737-95續(xù)表1（14）直邊高度JB/T4737-95續(xù)表1（15）內(nèi)表面積AJB/T4737-95續(xù)表1(16)容積VJB/T4737-95續(xù)表1(17)質(zhì)量mJB/T4737-95續(xù)表12.7 管箱短節(jié)壁厚計算序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）計算壓力（2）管箱內(nèi)徑1000（3）管箱材料Q345（4）設(shè)計溫度下許用應(yīng)力GB150-1998170（5）焊接接頭系數(shù)（6）管箱計算厚度（7）腐蝕裕量1（8）負偏差0（9）設(shè)計厚度（10）名義厚度GB151-1999 項目10（11）實取名義厚度

24、10（12）有效厚度9（13）設(shè)計厚度下圓筒應(yīng)力（14）校核=144.5Mpa 合格（15）設(shè)計溫度下圓筒的最大許用工作壓力2.8 管箱水壓試驗序號項目符號單位根據(jù)來源及計算公式數(shù)值（1）實驗壓力（2）圓筒薄膜應(yīng)力（3）校核=263.9Mpa 合格 管箱法蘭的選擇序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）法蘭類型長頸對焊法蘭JB/T4703-2000PN=2.5MPa（2）法蘭外徑JB/T4703-20001195（3）螺栓中心圓直徑JB/T4703-20001140（4）法蘭公稱直徑JB/T4703-20001000（5）法蘭材料16MnR（6）墊片類型JB/T4704-2000PN=2.

25、5MPa（7）墊片材料石棉橡膠板片GB/T3985-1995（8）墊片公稱直徑JB/T4704-20001000（9）墊片外徑JB/T4704-20001087（10）墊片內(nèi)徑JB/T4704-20001037（11）法蘭厚度JB/T4704-200068（12）墊片厚度JB/T4704-20003（13）螺栓規(guī)格及數(shù)量M27×2×36(對接筒體最小厚度14mm）2.10 管板尺寸的確定及強度計算本設(shè)計為管板延長部分兼作法蘭的形式，即GB151-1999 項目5.7 中，圖18 所示e 型連接方式的管板，材料為Q235的鍛件。A.確定殼程圓筒、管箱圓筒、管箱法蘭、換熱管等元

26、件結(jié)構(gòu)尺寸及管板的布管方式；以上項目的確定見項目一至九。序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）筒體內(nèi)徑mm1000（2）筒體內(nèi)徑橫截面積A785000（3）筒體厚度mm8（4）圓筒內(nèi)殼壁金屬截面積（5）換熱管壁厚mm（6）換熱管根數(shù)n608（7）換熱管外徑dmm25（8）管子金屬總截面積107388（9）換熱管材料的彈性模量GB150-1998 表F5186000（10）沿一側(cè)的排管數(shù)29（11）換熱管中心距mmGB151-199932（12）隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距mmGB151-199944（13）布管區(qū)內(nèi)未能被管支撐的面積（14）管板布管區(qū)面積（15）管板布管區(qū)當(dāng)量直徑mm（16

27、）管板布管內(nèi)開孔后的面積486700（17）系數(shù)（18）殼程圓筒材料的彈性模量GB150-1998 表F5186000（19）殼體不帶膨脹節(jié)時換熱管束與圓筒剛度比（20）系數(shù)（21）系數(shù)（22）系數(shù)（23）管板不管區(qū)當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑比（24）管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長度mmGB151-1999 圖32600（25）設(shè)計溫度下管子受屈服強度GB150-1998 表F2196（26）管子回轉(zhuǎn)半徑imm（27）系數(shù)（28）管子穩(wěn)定許用應(yīng)力（29）校核合格C.對于延長部分兼作法蘭的管板，計算序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）墊片接觸寬度NmmGB150-1998 表9-125（2）墊片基本密度

28、寬度mm（3）墊片比壓力yGB150-1998 表9-211（4）墊片系數(shù)m（5）墊片有效密封寬度bmm9（6）墊片壓緊力作用中心圓直徑mm1069（7）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷N（8）操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷N（9）常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力GB150-1998 表F4選用材料為40MnB635（10）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積（11）操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積（12）需要螺栓總截面積（13）法蘭螺栓的中心圓直徑mm1140（14）法蘭中心至作用處的徑向距離mm（15）預(yù)緊狀態(tài)的法蘭力矩n（16）筒體厚度mm8（17）法蘭頸部大端有效厚度mm14（18）螺栓中心至法蘭頸部與法蘭背面

29、交的徑向距離mm56（19）螺栓中心距作用出的徑向距離mm70（20）螺栓中心處至作用位置處的徑向距離mm（21）作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力N1899700（22）流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力差N270000（23）操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓力N292000（24）法蘭操作力矩157590000D、假定管板的計算厚度為，然后按結(jié)構(gòu)要求確定殼體法蘭厚度'序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）假定管板計算厚度mm50（2）殼體法蘭厚度mm50（3）管板材料彈性模量GB150-1998表 F5186000（4）換熱管材料的彈性模量G

30、B150-1998表 F5186000（5）管板剛度削弱系數(shù)GB151-1999（6）換熱管有效長度mm2896（7）管板強度削弱系數(shù)GB151-1999（8）管子金屬總截面積107388（9）換熱管加強系數(shù)（10）管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比（11）管板周邊布管區(qū)的無量綱參數(shù)（12）管束模數(shù)（13）殼體法蘭材料彈性模量GB150-1998 表F5186000（14）殼體法蘭材料彈性模量GB150-1998 表F5186000（15）殼體法蘭寬度mm（16）系數(shù)GB151-1999 圖26（17）殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)（18）旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)E.由GB151-1999 P51

31、 圖27 按照K和查，并計算值，由圖29 按照K 和查值序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）管板第一矩系數(shù)GB151-1999 圖27（2）系數(shù)（3）系數(shù)GB151-1999 圖29F、序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）管箱法蘭材料的彈性模量196000（2）管箱圓筒材料的彈性模量GB150-1998 表F5196000（3）管箱法蘭厚度mmJB/T4702-200068（4）系數(shù)GB151-1999 圖26（5）管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)（6）換熱管束與圓筒剛度比（7）系數(shù)GB151-1999 圖30（8）法蘭力矩折減系數(shù)(9)管板邊緣力矩的變化系數(shù)(10)法蘭力矩變化系

32、數(shù)(11)管板第二彎矩系數(shù)GB151-1999 圖28（a）G、按課程設(shè)計壓力而管程設(shè)計壓力膨脹變形差，法蘭力矩危險組合（GB151-1999 項目5.7.3.2 分別討論）a、只有殼程設(shè)計壓力，而管程設(shè)計壓力不計膨脹變形差（即)序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）有效壓力組合（2）基本法蘭力矩系數(shù)（3）系數(shù)（4）管板邊緣力矩系數(shù)（5）管板邊緣剪切系數(shù)（6）管板總彎矩系數(shù)（7）系數(shù)（8）系數(shù)（9）系數(shù)（10）管板徑向應(yīng)力系數(shù)（11）管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)（12）管板布管區(qū)邊剪切應(yīng)力系數(shù)（13）殼體法蘭力矩系數(shù)（14）管板的徑向應(yīng)力（15）管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力（16）管

33、板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力（17）法蘭的外徑與內(nèi)徑之比K（18）系數(shù)YGB150-1998 表9-511（19）殼體法蘭應(yīng)力（20）換熱管的軸向應(yīng)力（21）殼程圓筒的軸向應(yīng)力（22）一根換熱管管壁金屬的橫截面積（23）換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力b、只有殼程設(shè)計壓力序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）殼程圓筒材料線膨脹系數(shù)GB150-1998（2）換熱管材料線膨系數(shù)GB150-1998（3）沿長度均的換熱管金屬溫度GB151-1999附錄 F（4）沿長度平均的換熱管金屬溫度GB151-1999附錄 F（5）制造環(huán)境溫度20（6）換熱管與殼程圓筒的膨脹變化差（7）有效壓力組合（8）基本法蘭力

34、矩系數(shù)（9）管板邊緣力矩系數(shù)（10）管板邊緣剪切系數(shù)（11）管板總彎矩系數(shù)（12）系數(shù)（13）管板徑向應(yīng)力系數(shù)（14）管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)（15）管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)（16）殼體法蘭力矩系數(shù)（17）管板的徑向應(yīng)力（18）管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力（19）管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力（20）殼體法蘭應(yīng)力（21）換熱管的軸向應(yīng)力（22）殼程圓筒的軸向應(yīng)力（23）換熱管管板連接拉托應(yīng)力序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）有效壓力組合（2）基本法蘭力矩系數(shù)（3）系數(shù)（4）管板邊緣力矩系數(shù)（5）管板邊緣剪切系數(shù)（6）管板總彎矩系數(shù)（7）系數(shù)（8）系數(shù)（9）系數(shù)(10)管板徑向應(yīng)力系

35、數(shù)(11)管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)(12)管板布管區(qū)邊剪切應(yīng)力系數(shù)(13)殼體法蘭力矩系數(shù)(14)管板的徑向應(yīng)力(15)管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力(16)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力（17）法蘭的外徑與內(nèi)徑之比K（18）系數(shù)YGB150-1998 表9-511（19）殼體法蘭應(yīng)力(20)換熱管的軸向應(yīng)力(21)殼程圓筒的軸向應(yīng)力(22)一根換熱管管壁金屬的面積(23)換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力d、只有管程設(shè)計壓力序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）殼程圓筒材料線膨脹系數(shù)GB150-1998（2）換熱管材料線膨系數(shù)GB150-1998（3）沿長度均的換熱管金屬溫度GB151-1999

36、附錄 F（4）沿長度平均的換熱管金屬溫度GB151-1999附錄 F（5）制造環(huán)境溫度20（6）換熱管與殼程圓筒的膨脹變化差（7）有效壓力組合（8）基本法蘭力矩系數(shù)（9）管板邊緣力矩系數(shù)(10)管板邊緣剪切系數(shù)(11)管板總彎矩系數(shù)(12)系數(shù)(13)管板徑向應(yīng)力系數(shù)(14)管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)(15)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù)(16)殼體法蘭力矩系數(shù)(17)管板的徑向應(yīng)力(18)管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力(19)管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力(20)殼體法蘭應(yīng)力(21)換熱管的軸向應(yīng)力(22)殼程圓筒的軸向應(yīng)力(23)換熱管管板連接拉托應(yīng)力H、由管板計算厚度來確定管板的實際厚度：序號項目符

37、號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注（1）管板計算厚度mm50（2）殼程腐蝕裕量mm2（3）管程腐蝕裕量mm1（4）管板的實際厚度mm54考慮圓整2.11 是否安裝膨脹節(jié)的判定由十.G.a、b、c、d 計算結(jié)果可以看出：四組危險組合工況下，換熱管與管板的連接拉托力均沒超過設(shè)計許用應(yīng)力，并且各項應(yīng)力均沒超過設(shè)計許用應(yīng)力。所以，不需要安裝膨脹節(jié)。2.12 防沖板尺寸的確定根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器項目5.11.4 確定防沖板的長為500mm,寬為427mm,厚度為8mm，防沖板外表面到圓筒內(nèi)壁的距離為100mm。1.根據(jù)GB151-1999管殼式換熱器圖39（c）選擇單弓形折流板，且由于換熱

38、介質(zhì)為氣液共存，折流板缺口應(yīng)垂直左右布置，并在折流板最低處開通液口。2.換熱管無支撐跨距或折流板間距由GB151-1999 表42 知，當(dāng)換熱管為外徑25 的鋼管時，換熱管的最大無支撐跨距為L=1850mm,且折流板最小間距一般不小于圓筒內(nèi)直徑的五分之一且不小于50mm,取折流板間距B=300mm.3.折流板管孔有GB151-1999 表36 查得管孔直徑為25.4mm,允許偏差其主要尺寸如下表：序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）折流板的厚度mmGB151-1999 項目16（2）折流板的直徑mmGB151-1999 表41994（3）折流板直徑的允許偏差mmGB151-1999（4

39、）折流板的材料mmQ235-A（5）折流板的缺口高度mmGB151-1999 P73圖20（6）折流板的缺口弦高mmGB151-1999P71 圖2044、 拉桿的選擇序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源數(shù)值（1）拉桿直徑dmmGB151-1999 表4316（2）拉桿數(shù)量GB151-1999 表446（3）拉桿長度L1mm（4）拉桿螺紋中心直徑L2mmmmGB151-1999 表4516mmGB151-1999 表4520mmGB151-1999 表45bmmGB151-1999 表452.14 各管孔接管及其法蘭的選擇接管a、b選擇相同型號法蘭，設(shè)水的流速m/s根據(jù)公式取d=250mm設(shè)計壓力為由鋼制

40、法蘭、墊片、緊固件選擇板式平焊法蘭，公稱壓力為2.5MPa.。相關(guān)尺寸如下：a、 b 進出水口接管法蘭的選擇：序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）接管公稱通徑mmHG/T20592-2009 表250（2）接管外徑mmHG/T20592-2009 表273（3）法蘭外徑mmHG/T20592-2009 表425（4）螺栓中心圓直徑mmHG/T20592-2009 表370（5）螺栓孔直徑mmHG/T20592-2009 表30（6）螺栓孔數(shù)量個HG/T20592-2009 表12（7）螺栓HG/T20592-2009 表M27（8）法蘭厚度mmHG/T20592-2009 表35（9）

41、法蘭內(nèi)徑mmHG/T20592-2009 表276（10）坡口寬度mmHG/T20592-2009 表10（11）法蘭理論重量kgHG/T20592-2009 表D-412（12）法蘭密封面形式HG/T20592-2009 表RF（13）法蘭密封面尺寸mmHG/T20592-2009 表2mmHG/T20592-2009 表335c、蒸汽入口接管法蘭的選擇，設(shè)水蒸汽的流速,則根據(jù)公式，取 d=300mm 設(shè)計壓力為。由鋼制法蘭、墊片、緊固件選擇板式平焊法蘭，公稱壓力為1MPa。相關(guān)尺寸如下:序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值（1）接管公稱通徑mmHG/T20592-2009 表300（2）

42、接管外徑mmHG/T20592-2009 表325（3）法蘭外徑mmHG/T20592-2009 表485（4）螺栓中心圓直徑mmHG/T20592-2009 表430（5）螺栓孔直徑mmHG/T20592-2009 表30（6）螺栓孔數(shù)量個HG/T20592-2009 表16（7）螺紋HG/T20592-2009 表M27（8）法蘭厚度mmHG/T20592-2009 表38（9）法蘭內(nèi)徑mmHG/T20592-2009 表328(10)法蘭理論重量kgHG/T20592-2009 表D-420(11)法蘭密封面形式HG/T20592-2009 表RF(12)法蘭密封面尺寸mmHG/T20592-2009 表2mmHG/T20592-2009 表370f.冷凝水出口接管法蘭的選擇設(shè)水蒸汽全部冷凝成水,且設(shè)出口速度u=1m/s,則取d=100mm, 設(shè)計壓力