我说明书(固定管板式换热器).docVIP

第二章 换热器结构设计与强度计算 2.1 选材 2.1.1圆筒、封头、分程隔板 16MnR 2.1.2管板、法兰、折流板 16Mn锻件 2.1.3换热管、接管 20号钢 2.1.4螺柱、螺栓、螺母 2.1.5接管法兰 20号锻件 2.2 设计 2.2.1 管箱 （1）设计压力p=1.1=1.1×1.6=1.76Mpa= 假设材料的许用应力=156Mpa（6~16mm），=170Mpa，=345Mpa 采用双面焊，100%无损检测，=1.00 腐蚀余量=2mm，钢材厚度负偏差=0（R字号钢取0） 名义厚度=6.54mm 因标准法兰要求的规格为壳体厚度16mm，所以名义厚度取16mm，没有变化，故16mm合适，满足碳素钢圆筒的最小厚度10mm的要求。 （2）管箱的内测深度 按结构要求考虑，取600mm （3）分程隔板 取10mm 2.2.2圆筒 因为装有安全阀，故设计压力 =6.06mm 与法兰连接处的筒节（300mm）用16mm，其他部位用10mm。 没有变化。 2.2.3接管 接管 a b c d e 200 250 100 100 200 管道外径 219 273 108 108 219 壁厚 6 6.5 4 4 6 质量（Kg/m） 31.52 42.72 10.26 10.26 31.52 2.2.4换热管 的无缝钢管，管长4.5m，质量为0.838Kg/m。 DN/mm 管子根数 n 中心排管数 管程流通面积/ 换热面积/ 管长L/m 直径d/mm 800 4 588 18 0.026 153.2 4.5 19 换热管束的质量为2219Kg 换热管的规格和尺寸偏差 管子规格，mm 普通精度 外径 厚度 外径偏差mm 壁厚偏差mm 2~2.5 0.40 +15%,-10% 2.2.5管板 （1）布管：正三角形排列 （2）换热管中心距：S=25mm 分程隔板槽两侧相邻管中心距：=38mm （3）布管限定圆：b=4mm, =5mm, =15mm, =+1.5=16.5mm -2(++b)=800-2(5+16.5+4)=749mm （4）管程分程 （5）管孔：采用Ι级管束，管孔直径19.25，允许偏差 （6）拉杆孔：螺纹连接，螺纹深度 （7）管板密封面 法兰密封垫用橡胶石棉板，厚度为1.5mm，密封面表面粗糙度，垫片与法兰之间涂密封膏，凹凸形压紧面，m=2.75,y=25.5Mpa 公称压力PN，Mpa 1.6 2.5 公称直径DN，mm D D D d 800 865 815 900 965 915 垫片尺寸的极限偏差：外径，内径 （8）分程隔板槽：宽度12mm,槽深6mm （9）管板计算 采用a型连接方式 计算步骤： 初始数据 管板 设计温度下的弹性模量 刚度削弱系数 强度削弱系数 管子与管板焊脚高度=3mm 设计温度下许用应力=157Mpa 许用拉脱力 =1.575Mpa, =1.76Mpa =840mm 管子 外径d=19mm,壁厚=2mm, 根数n=638 ,管心距=32378.07 金属总截面积na==68112.88开孔面积=180799.63 有效长度L=4390mm 设计温度下弹性模量Mpa 设计温度下许用应力=133Mpa 设计温度下屈服点=210Mpa 回转半径 受压失稳当量长度=480mm 系数 稳定许用压力： ， 系数计算 管板布管区面积 布管区内开孔后面积 管板布管区当量直径=693.64mm 管束模数 管束无量纲刚度 系数 无量纲压力 按，查图23 C=0.44 按，查图24 =5.9 (取1.76Mpa) 管板计算厚度 当量压力组合 管子应力①只有，=0 -53.8Mpa ②只有，=0 55.3 Mpa0且 ③，同时作用 3.8 Mpa 0且 拉脱力 符合 （取55.3Mpa） =32378.07mm 2.2.6 换热管与管板的连接：采用焊接 2.2.7 折流板和支持板 选择单弓形，缺口弦高h=200mm，厚度取10mm。 管孔直径=19+0.4=19.4mm 允许偏差 折流板名义外直径=800-4.5=795.5mm 允许偏差 折流板间距480mm 浮头端设置加厚环板的支持板。 2.2.8 拉杆、定距管 采用拉杆定距管结构，=20mm ，拉杆直径=12mm，数量8 2.2.9 防冲板位于进气口下方，面积= ，厚度5mm。 2.2.10 防短路结构 a.旁路挡板：厚度10mm，二对挡板。 b.挡管：与换热管相同，但两端堵死。 2.2.11 钩圈式浮头