聚合技师评定论文-汽水换热器设计

国家职业资格全国统一鉴定聚合技师论文论文题目汽水换热器设计姓名身份证号准考证号所在省市所在单位摘要换热器在化工领域是常用的设备，在聚合装置上，换热器的主要功能是保证工艺过程中介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。管壳式换热器是当前应用最广,理论研究和设计技术完善,运用可靠性良好的一类换热器。它在各工业领域中得到最为广泛地应用。近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。本课题是汽水换热器的设计，其型式为固定管板式。查阅了大量资料完成了开题报告和英文翻译；计算分为两部分第一部分是传热工艺计算，主要进行了热负荷，冷却水用量，有效平均温度，换热面积，结构的初步设计，管程和壳程及总传热系数，管程和壳程压降的计算，此外也做了工艺接管的选择；第二分部是强度计算，主要进行了换热管的选择，壳体和管箱及封头的壁厚的计算，同时进行了应力校核和耐压试验的计算，开孔补强，管法兰的选择，管板厚度计算和校核，此外还有折流板、拉杆、防冲板及支座的选择。本次毕业设计的目的在于掌握这种可靠性高、适应性广的换热器类型的设计，锻炼对所学知识的运用，为以后的应用打下坚实的基础。关键词换热器；法兰；管板ABSTRACTPLATEORGASKETEDHEATEXCHANGERSPHEHAVEBEENWIDELYUSEDFORALMOSTACENTURYDUETOTHEIRGOODTHERMALPERFORMANCE,MODESTSPACEREQUIREMENTS,EASYACCESIBILITYTOALLAREASANDLOWERCAPITALANDOPERATINGCOSTSINCOMPARISONTOTHEMOSTCOMMONLYUSEDSHELLANDTUBEHEATEXCHANGERSALTHOUGHTHEIRAPPLICATIONSWEREEARLIERLIMITEDTOLIQUIDTOLIQUIDHEATTRANSFER,SINCETHE70S,PHEHAVEALSOBEENUSEDINPROCESSESINVOLVINGPHASECHANGESUCHASDISTRICTHEATINGSYSTEMSTHEIRHIGHTHERMALPERFORMANCEANDCOMPACTNESSMADETHEMSUITABLEASEVAPORATORSORCONDENSERSINMANYREFRIGERATION,AIRCONDITIONING,ANDHEATPUMPSYSTEMSWHERETHEFLUIDACTINGASAHEATSOURCEORHEATSINKISALIQUIDFORTHESEPURPOSES,VARIOUSCHLOROFLUOROCARBONCFCANDHYDROCHLOROFLUOROCARBONHCFCREFRIGERANTSHAVEBEENUSEDASWORKINGFLUIDSDUETOSERIOUSDEPLETIONOFTHEOZONELAYERINTHEATMOSPHEREANDTHEGLOBALWARMINGPROBLEMS,THEUSEOFCFCREFRIGERANTSHASBEENFORBIDDENANDTHESAMEDESTINYISSOONAWAITINGTHEMOSTEXTENSIVELYUSEDHCFCREFRIGERANTR22ASREPLACEMENT,VARIOUSNEWREFRIGERANTSSUCHASR134A,R143A,R407C,R410A,R417A,ORR507WEREDEVELOPEDDURINGTHEPASTYEARS,WHICHCREATEDANEEDTOLEARNTHEIRTHERMODYNAMIC,THERMOPHYSICAL,ANDHEATTRANSFERPROPERTIESTHEGRADUATIONPROJECTTOPICISTHELIQUIDLIQUIDHEATEXCHANGERDESIGN,ANDITSPATTERNISFIXEDTUBEPLATETYPEWHICHBELONGSTOTHESHELLANDTUBEHEATEXCHANGERMAINLYCARRINGONTHEFOLLOWINGWORKFORTHEDESIGNTOPICCONSULTINGTHEMATERIALTOTRANSLATETHEFOREIGNMATERIALS,WRITINGTHELITERATURESUMMARYOFTHERELATEDHEATEXCHANGERSTHECOMPUTATIONDIVIDESINTOTWOPARTSTHEFIRSTPARTISTHEHEATTRANSFERPROCESSDESIGN,MAINLYHASCARRIEDONTHEHEATLOAD,THECOOLINGWATERAMOUNTUSED,THEEFFECTIVEAVERAGETEMPERATURE,THEHEATTRANSFERAREA,THESTRUCTUREPRELIMINARYDESIGN,THEHEATTRANSFERCOEFFICIENTOFTUBEANDSHELL,THECOMPUTATIONOFTHEREGULATIONPRESSUREDROP,INADDITION,THECHOICEOFTHECRAFTCONTROLTHESECONDPARTISTHESTRENGTHCALCULATION,MAINLYHASCARRIEDONTHECHOICEOFTHETUBE,THEWALLTHICKNESSOFTHESHELLANDTHETUBEBOXANDTHESHELLCOVERCOMPUTATION,SIMULTANEOUSLYHASCARRIEDONTHESTRESSEXAMINATIONANDTHECOMPRESSIONTESTCOMPUTATION,THEOPENINGREINFORCEMENT,THECHOICEOFFLANGES,THEEXAMINATIONANDTHECOMPUTATIONTHETUBEPLATETHICKNESS,INADDITION,CONCLUDIGNTHECHOICEOFTHEBAFFLE,THETENSIONBAR,AGAINSTTOFLUSHTHEBOARDANDTHESUPPORTKEYWORDSHEATEXCHANGERFLANGETUBEPLATE目录摘要IABSTRACTII第1章引言111课题介绍112选题意义113国内外发展趋势214课题的主要工作3第2章工艺设计421原始数据及相关物性参数422换热器的热负荷计算423平均温差的计算524估算传热面525换热器结构初步设计626传热系数校核计算6261管程换热系数6262壳程换热系数727流体阻力计算9271管程压降计算9272壳程压降计算10第3章结构设计1331概述1332管程的设计13321管箱设计13322封头结构设计13323管板14324布管1433壳程设计15331壳程筒体设计15332管子与管板连接16333折流板和拉杆的设计16334进口防冲结构的设计1834支座的选用1835接管及接管法兰的设计18351管程进出口的设计18352壳程进出口的设计19第4章强度设计2141壳程筒体的壁厚设计计算2142管程管箱筒体的壁厚设计计算2343封头设计2444开孔补强计算2645管板厚度设计3146换热管稳定许用压应力4247法兰设计计算43第5章结论46参考文献47致谢48第1章引言11课题介绍本设计题目为汽水换热器设计，由以下几个部分组成的汽水换热器的工艺设计、结构设计、强度设计以及应用AUTOCAD绘图软件绘制装配图、零件图和部件图。该换热器是在板式换热器的基础上加装降温与降压器而组成的，利用调节器对高蒸汽或高温水进行一级换热使之降之150以下。进入板式换热器进行换热，适用于高温蒸汽及高温水150以上。这种装置集板式换热器同时具有降温与降压器的优点。使换热器更加充分地进行热量交换。汽水混合加热器是一种新型的汽液混合加热装置，与其它换热设备比较，它具有换热效率高、噪声小、安装简单，成本低廉等特点。因此被广泛应用于生产、生活用水的加热和热水采暖系统中。工作时被加热水通过呈拉阀尔管形的喷管，蒸汽从喷管侧通过管壁上的许多斜向小孔喷入水中，二者在高速流动中瞬时良好混合，达到加热水的目的。12选题意义换热器的作用可以是以热量交换为目的。广泛应用于汽车、航空、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备。按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他形式换热器，换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。所以，选择换热器的设计能提高学生对所学知识的综合运用，并为以后的工作打下坚实的基础。能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都要使用。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时提高的能源利用率。13国内外发展趋势国内方面，各研究机构和高等院校研究成果不断推陈出新，在强化传热元件方面华南理工大学相继开发出表面多孔管、波纹管、纵横管等；天津大学在流路分析法、振动方面研究成果显著；清华大学在板片传热方面有深入研究；西安大学在板翅式换热器研究方面已取得初步成果。这些技术成果为国民经济的快速发展，为中国炼油、化工工业的发展起到了决定作用，也使中国传热技术水平步入国际先进水平。在生产中存在的热交换条件千变万化，所需要的换热器必须各式各样，为了符合使用要求，国内、外对换热器技术的开发从传热机理的研究、设备的结构的创新，设计计算的方法改进以及制造工艺水平的提高等方面都进行了长期而大量的工作。直至目前，换热器的基本状况是管壳式换热器，就其数据量或使用场所与管式结构竞争，从空间技术发展起来的热管技术受到极大重视，各式热管换热器已进入工业实用阶段。在换热器设计中采用了电子计算机，不仅可以缩短计算时间，减少人为的差错，而且有可能进行最佳设计。换热器制造工艺上获得了改进，新材料及复合材料已逐渐使用。随着工业的高速发展，换热器技术将迅速发展。就目前的情况分析，换热器的基本发展趋势是提高传热效率，提高紧凑性，降低材料消耗，增强承受高温、高压、超低温及耐腐蚀能力。保证互换性及扩大容量的灵活性，通过减少堵塞和便于除垢以减少操作事故，从选用材料，结构设计以及运行操作等各方面增长使用寿命并在广泛的范围内向大型化发展。在换热器制造中，专业化生产的趋势仍将继续。加工中向“多轴化”及“数值控制化”发展。采用新技术、新工艺、新材料，提高机械化、自动化水平。提高劳动生产率，降低制造成本仍是基本发展目标。对国外换热器市场的调查表明，管壳式换热器占64。虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍将占主导地位。随着动力、石油化工工业的发展，其设备也继续向着高温、高压、大型化方向发展。目前，从世界石油、化工行业看，先进国家早以开发和采用了高效节能换热器。世界先进国家的油化工企业的换热设备正处在更新换代时期,朝着新型降耗高效换热器方向发展。14课题的主要工作第1部分准备工作查阅相关文献资料了解换热器在化工生产中的地位和作用、换热器的现状和发展趋势、设计的理论基础、技术路线及其意义。第2部分工艺计算换热器的结构、热量衡算、物料衡算、传热膜系数的确定、传热面积的确定、压力降计算。第3部分强度计算换热器壳体、管箱短节、封头厚度确定、容器法兰、螺栓、垫片的校核计算、管板厚度的计算,开孔补强计算。第4部分计算机绘图及说明书的编写利用AUTOCAD软件绘制出换热器的装配图及各个零件图，并编写说明书。第2章工艺设计21原始数据及相关物性参数A管程介质水，进口温度T170,出口温度T295壳程介质蒸汽，进口温度T3190,出口温度T4100B壳程冷却水的物性参数，按定性温度145查得等压比热14/CPKGJ密度3925M导热系数1068/W粘度PASC壳程冷却水的物性参数，按定性温度70查得等压比热24187/CPKGJ密度39M导热系数206/W粘度PAS22换热器的热负荷计算（1）壳程吸热量Q121112CPGT4320000/3600（9570）5972KW14803485KW23平均温差的计算设备流体的流型选用逆流，逆流时的对数平均温差221423190750632LNLNMTT24估算传热面（1）初选传热系数1K根据经验初选294/WM（2）估算传热面积A根据传热速率方程得初算传热面积2332215971046MQMKT（3）选择管子的材料、尺寸管子外形有光管、螺纹管两大类常见形式，一般情况下采用光管，以求经济易的得和安装、检修、清洗方便5。本设备选择光管。管径采用标准尺寸，管径选，材料为无缝钢管。251管子长度L取标准长度M60L（4）总管子数N240ANDL其中换热管外径MM0D传热面积M2A根1023456N25换热器结构初步设计卧式换热器一台，换热面积10；换热器壳体内径；换热管2M40IDM长；换热管外径；管壁厚；管内径；60LM025DM6M26DM换热管根数22根；排列形式为三角形排列；单壳程，N21,双管程，N12；管间距PT32MM；折流板间距C270MM；折流板数量为N426传热系数校核计算261管程换热系数（1）管程流通面积M2252213406195TNDA其中换热器内径MM2D总管子数根N（2）管内流速26112003/3609516TGVMSA（3）管内雷诺数2712327EDR（4）普朗特数2314019PR168CP8（5）管程给热系数2908412103/REPRIGD0643728262壳程换热系数（1）壳程流通面积M22103300261/10418SITAHDDR（2）壳程流速2V220065/360978SGSA（3）壳程当量直径211220408675TEPDD23851402（4）壳程雷诺数230659781094EEVDR（5）液体普朗特数33246PR25408CP（6）壳程给热系数为212105302236/PREGDR1389419（7）总传热系数计算2131212KRD其中壳程换热系数2/WM管程换热系数12管程和壳程污垢系数，取000051RD2管材料（不锈钢）导热系数46/101500548363946K90所选传热系数合格27流体阻力计算271管程压降计算总压降（）中包括沿程摩擦阻力（），回弯阻力（）及进出口管TPIPRP咀的局部阻力（）三部分，还要考虑管内污垢的影响。N（1）管程粘度修正系数I由于管程为冷却过程所以095014/IWI（2）管程沿程摩擦系数I管内雷诺数RE12189210016394K21414036036/48IER（3）管子沿程压降管程沿程压降2152112/IIPVLND其中管子沿程压降PAI管程质量流速1V2/KGMS管程流体在定性温度下的质量密度3/KGM管程数1N管程摩擦系数I管程流体粘度校正系数IP29150360495PA（4）回弯压降RPPA2162211950344RVN（5）管程进出口局部压降217215NTNTVP其中管程进出口管处质量流速取15NTV/MSPANTP29155（6）管程压降污垢校正系数DI管子查表得195145（7）管程压降218TIRINTPDP437981456822506A272壳程压降计算（1）当量直径EDMM219220408675TEPD（2）壳程流体的圆管摩擦系数22001760176025/5/934ER（3）管束压降221200/1/IBEPVDND39750215128934PA（4）壳程导流板和出入口处流速取15NSV/MS（5）导流板阻力系数IP导流板阻力系数由实测决定，因缺乏实测数据，暂取I8IP（6）导流板压降2222297158973NSIPIPVPPA（7）壳程进出口管咀的压降2232297151515687NSNSVPPA（8）壳程压降污垢校正系数03D（9）壳程总压降2240SOIPNSPDP297835168746A第3章结构设计31概述结构设计的主要任务在于确定设备的主要尺寸，如确定管子的尺寸、数目及流程数和排列方式，确定管板的尺寸，有时还需要决定各连接管的尺寸，此外，管、壳材质的选择也属于结构计算的范围。本次设计选择固定管板式换热器，其典型结构包括壳体、封头、管箱、法兰、支座等属于压力容器设备的通用零部件。设计要求同一般压力容器的设计要求是一致的56。32管程的设计321管箱设计（1）左管箱封头管箱，开有两个133的接口，封头厚度为6MM，筒径为400MM，所选乙型平焊法兰，短节厚度为6MM,短节长为264MM，分程隔板厚度为8MM。（2）右管箱封头管箱，开有32的接口，封头厚度为35MM，筒径为400MM，所选乙型平焊法兰，短节厚度为6MM,短节长为159MM。322封头结构设计本设计采用椭圆形封头长短轴比值为2的标准型，如图31所示。1604图31封头结构图323管板管板的作用是固定作为传热面的管束，并作为换热器两端的间壁将管程和壳程流体分隔开来。由于换热介质为无腐蚀性，反应产物有轻微腐蚀，本次设计的换热器为低压换热器，因此选用结构简单的平管板锻件。管板兼做作法兰78。324布管（1）管子的排列管子的排列主要有以下四种，如图32所示。A正三角形B转角正三角形C正方形D转角正方形图32管子的排列5由于本次设计的流体介质比较清洁，在管间距和布管区相同的情况下，三角形形排列的布管数较多，换热效果较好，所以本次设计选择三角形排列。（2）管间距管间距指的是相邻两根管子的中心距，用T表示，减小管间距可提高对流传热系数，但它受到管板强度和管子与管板连接工艺要求的限制。换热器的中心距由表31可查得表31换热管中心距/MM5换热管外径D101214161920222530323538455055T131619222526283238404448576470本次设计的管间距T32MM（3）布管图，如图33所示。图33布管图33壳程设计331壳程筒体设计壳体设计应满足强度、刚度、稳定性、密封性、抗腐蚀性、节省材料等要求，此外，还要求制造方便、安装简易、维修容易等。壳体厚度可由强度理论加以计算。但在实际设计中，为了保证壳体具有必要刚度，又最小厚度限制。而在本次设计中，最小厚度为10MM。332管子与管板连接本设计管板与管子的连接采用焊接的方法9。333折流板和拉杆的设计（1）折流板常用的折流板有弓形、盘环形、管孔形及螺旋形等。本次设计选用垂直方向布置得弓形折流板，如图34所示。此布置多半用于卧式冷凝器和卧式再沸器，以及气液混合向的场合。这种布置便于液体和气体的流动，若用水平布置会造成液体阻塞，气流不畅10。图34折流板（2）拉杆常见拉杆的形式有两种拉杆定距管结构和拉杆与折流板点焊结构11。其中拉杆定距管结构适用于换热管外径大于或等于19MM的管束。故本设备拉杆采用拉杆定距管结构。拉杆如图35所示。拉杆的直径和数量查表32和表33可确定表32拉杆直径的选择5换热管外径D10D1414D2525D57拉杆直径0101216表33拉杆数量的选择5公称直径DNMM拉杆直径MM0D400400DN700700DN900900DN13001300DN15001500DN180010461012161812448101214164466810由表可查得拉杆的直径取12MM，数量为10根。M12M1255051472图35拉杆结构图334进口防冲结构的设计（1）设防冲装置的条件为防止壳程进口接管处壳程流体对换热管的直接冲刷，可设置壳程的防冲挡板。如管程采用轴向入口接管或换热管内流体速度超过3M/S时，在管箱内应设防冲挡板，以减少流体的不均匀分布和对换热管和管板的冲蚀1213。（2）防冲挡板的选择防冲板外表面到圆筒内壁的距离应不小于接管外径的1/4。防冲板的直径或边长，应大于接管外径500MM。防冲板的最小厚度碳钢为45MM，不锈钢为3MM。（3）防冲板的固定形式防冲板的两侧焊在定距管或拉杆上，也可同时焊在靠近管板的第一块折1流板上。防冲板焊在圆筒上。2用U形螺栓将防冲板固定在换热管上3（4）本设计防冲板的选用本设计在壳程进口出设有防冲板，由于考虑到装配因素，选择防冲板与定距管焊接固定。34支座的选用一般管壳式换热器的支座与其它设备的支座一样，立式换热器可以用耳式支座或裙座，卧式换热器可用鞍式支座，一端固定，一端可自由滑动，本次设计是卧式换热器，故采用鞍式支座。鞍式支座通常由垫板、筋板、腹板和底板组成，垫板的作用是改善壳体局部受力情况，筋板的作用是将垫板、腹板和底板连接在一起加大刚度，可以有效地传递压缩力和抗外弯矩6。35接管及接管法兰的设计351管程进出口的设计进出口管的位置对换热器性能有重要的影响，实践表明水平布置的进出口不利于管程流体的均匀分布。使部分传热管不能很好发挥作用。甚至因流速太低而被堵塞，进出口管分布在换热器底部和顶部使流体向上流动比布置在两侧水平流动为佳14。进出口管的管径应考虑在压降允许的条件下，按所采用的流速来确定。管程进出口流量G120000KG/H55KG/S管程进出口最小流通截面积VS313125706/98MS故进出口管内径D32402618734SVM根据标准取管程进出口管外径为133MMPN10MPADN125设计温度为39选取标准法兰PL12510RF352壳程进出口的设计壳程接管设计的优劣对管束寿命影响较大。壳程流体入口横向冲刷管束，对管束产生磨损和振动，当流速高特别是含固体颗粒时尤为严重。本设备在进出口管处加装防冲板可起缓冲作用，保护管束不受冲击。壳程进出口流量G220000KG/H55KG/S壳程进出口最小流通截面积VS32507/98GMS故进出口管内径D405762314SV根据标准取壳程进出口管外径为63MMPN10MPADN200设计温度为27选取标准法兰PL20010RF第4章强度设计41壳程筒体的壁厚设计计算（1）计算压力MPA10CIP（2）材料16MNR（3）厚度412CITPD其中筒体的计算厚度MM计算压力MPACP筒体内径MMID设计温度下筒体材料的许用应力MPAT焊接接头系数设计温度为39，16MNR在39的许用应力为170MPAT焊缝选用双面焊缝局部无损探伤085则MM1401392785厚度附加量，C12C其中钢板的厚度负偏差0MM11C腐蚀裕量1MM2C2则022MM设计厚度MM21390D名义厚度径圆整取3MMNN（4）液压试验压力42125TTP其中试验压力，；TPMA设计压力，；换热器元件材料在试验温度下的许用应力，；MPA换热器元件材料在设计温度下的许用应力，；T125TPA（5）液压试验应力校核43125403896TIEPDMPA093486ST（6）设计温度下圆筒的计算应力44140367122TCIEPDMPA7085TT（7）设计温度下圆筒的最大允许工作压力452314520TEWIPMPAD42管程管箱筒体的壁厚设计计算（1）计算压力MPA10CIP（2）材料16MNR（3）厚度2CITPD其中筒体的计算厚度MM计算压力MPACP筒体内径MMID设计温度下筒体材料的许用应力MPAT焊接接头系数设计温度为27，16MNR在27的许用应力为170MPAT焊缝选用双面焊缝局部无损探伤085则1401392785M厚度附加量，C12C其中钢板的厚度负偏差0MM11腐蚀裕量1MM2C2C则022MM设计厚度MM21390D名义厚度径圆整取4MMNN（4）液压试验压力125TTP（5）液压试验应力校核1254063125TIEPDMPA0938ST（6）设计温度下圆筒的计算应力140522TCIEPDMPA7085TT（7）设计温度下圆筒的最大允许工作压力24152860TEWIPMPAD43封头设计封头采用标准椭圆形封头。（1）计算压力10CIPMPA（2）材料16MNR（3）厚度46205CITCPD其中封头计算厚度MM则MM140139785厚度附加量与筒体相同MMC120C设计厚度MM2139D名义厚度3MMN经圆整取名义厚度6MM。N（4）液压试验压力125TTP（5）液压试验应力校核470512405642TIEPDMPA938ST（6）椭圆形封头的最大允许工作压力48214563050TEWIPMPAKD44开孔补强计算容器开孔以后引起强度削弱和应力集中，必须采取适当的补强措施。补强的目的是孔边集中系数降低到某一允许数值。（1）补强的形式、结构补强有整体补强和局部补强，局部补强形式有贴板补强、接管补强和整锻件补强。由于贴板补强结构简单，制造容易，有一定的补强效果，故本设备采用贴板补强15。（2）补强准则和计算开孔补强的设计准则，目前通过的是等面积补强法。塑性失效的补强准则只允许采用整锻件补强结构1617。（3）筒体上开口A圆筒开孔所需补强面积4921ETRADF2M其中开孔所需补强面积A开孔直径，等于接管内径加2倍厚度附加量D6325M壳体开孔处的计算厚度219M接管有效厚度ET4ET厚度附加量C18C强度削弱系数，RF07RF则252194153MAB有效补强范围（1）有效宽度2510BD4102365NTM其中壳体开孔处的名义厚度N有效宽度BM取两者中较大值。则。42（2）有效高度外侧高度411156187MNTHD接管实际外伸高度1取两者中较小值,故。1内侧高度287NTHDM接管实际内伸高度2取两者中较小值，故。0C有效补强面积412121EETRABBF其中壳体承受内压或外压所需设计厚度之外的多余金属面积12M壳体开孔处的有效宽度MME0ENC有效宽度BM接管有效厚度ET壳体开孔处的计算厚度强度削弱系数RF则2105421934219064MA4132122ETRETRAHFHCF其中接管承受内压所需设计厚度之外的多余金属面积22接管计算厚度TM50272170864CITPD接管有效厚度ET强度削弱系数RF接管实际外伸高度1H接管实际内伸高度2厚度附加量CM则2218730271508A补强区的焊缝面积3根据所选焊缝接头型式。4142363M2A2212394510848153AAM则开孔后不需要另补强。（4）管箱筒体开孔A管箱筒体开孔所需补强面积21ETRADF2M其中开孔直径，等于接管内径加2倍厚度附加量D1326125管箱筒体开孔处的计算厚度417M接管有效厚度ET4ET强度削弱系数，RF071RFB有效补强范围（1）有效宽度21326MBD12645NTM其中管箱筒体开孔处的名义厚度N有效宽度BM取两者中较大值。则。26（2）有效高度外侧高度113284NTHD接管实际外伸高度1取两者中较小值。故284M内侧高度235NTHD接管实际内伸高度2取两者中较小值，故。0MC有效补强面积121EETRABBF其中壳体承受内压或外压所需设计厚度之外的多余金属面积1A2M壳体开孔处的有效宽度MME624ENC有效宽度BM接管有效厚度ET壳体开孔处的计算厚度强度削弱系数RF则2126314724170291845MA2122ETRETRAHFHCF其中接管承受内压所需设计厚度之外的多余金属面积22M接管计算厚度TITPD接管有效厚度ET强度削弱系数RF接管实际外伸高度1H接管实际内伸高度2厚度附加量CM则22840629503A补强区的焊缝面积3根据所选焊缝接头型式。2363M2A212384506175EAA则开孔后不需要另补强。45管板厚度设计延长部分兼作法兰的固定式管板计算（1）壳程圆筒内径DI1200MM厚度MM12S内径面积2/43097IADM金属横截面积23142014568SISADM（2）管箱圆筒壁厚16HM（3）管子管子外径MM9D管子壁厚MM5T管子根数N1676根管心距S25MM面积0864238062541635802DNASS管子金属总截面积1794ATTDM开孔后面积224596M管子的有效长度L暂取L60001205880MM管束模数41519570382143TATIENKMPALD管子回转半径I416222211915644TIDM管子受压失稳当量长度查得MMCRL80CRL系数41722314957136TRSEC管子稳定许用压应力CR80126CRRLCI/19680/21536229TSCRCRLIC（4）管板假定管板厚度60M管子加强系数41821209570138241383857660ITPDENAKL55TK（5）法兰法兰外径1360FDM法兰宽度4191360282FIFBM管箱法兰厚度FM查表得16032HID60512FID065旋转刚度420321FFFHIIEBKD30578260651129MPA确定壳体法兰厚度54FM查表得120SID54012FID03旋转刚度321FFFSIIEBKD30578254063161MPA旋转刚度无量纲参数FK421012438614TFF壳体法兰应力参数YY取155713FIDK（6）系数计算开口后面积221/41309763149/650AND管板布管区面积T三角形22208608617580915TDANSM管板布管区当量直径4224917634TTAD系数165028397A1416502NA973864TSEQA06028445S413906T0TTID（7）法兰力矩基本法兰力矩64725038175BMMALGNM管程压力作用时法兰力矩5032859138672591708PDTGFLNM按，查图得M1013KF2410153FK按，查图得G237KF11201301952867MMKQG按K，Q查图得G3000714070123KFF698F6417041“FKM70641“FF按K，Q查图得24M（8）壳程压力作用下的危险组合壳程设计压力管程压力10SCP0TP不计膨胀差计入膨胀差00000030950TSATMPA0127TEMPA44567ASTPP001600125DMIM34001900156104040331080712MVG1019016500100084214QR0025002132KMR不计膨胀差计入膨胀差005300507214GQP00007800002871MFMS（9）管程压力作用下的危险组合壳程设计压力管程压力0SP10TP12CTP不计膨胀差计入膨胀差00000030950TSATMPA0127TEMPA644517ATTPP001100147DMIP34001100147P02340312056340899412MVG105070014600184214QR00096700138732KMR0029200262214GQP0003440003961MPS（10）壳程压力作用下的危险组合壳程设计压力管程压力0SC0TP管板应力MPA不计膨胀差25125601458012TRISRDP72TRIRARDMKP058410635TTPPRD计入膨胀差450362701458670822TRISRP21TRIRARDMKP0586705193741524TTPPRD壳程法兰应力MPA不计膨胀差2510254120807432TRFIASFDPMY计入膨胀差45038142TRFIASFDPMY管子应力MPA不计膨胀差21137042864302TCAGVQP3459CR计入膨胀差21402TCAGVQP40259CR壳程圆筒轴向应力MPA不计膨胀差213097581041308462637TCACSAVPQG计入膨胀差216573TCACSAVP拉脱应力MPA不计膨胀差139TAQQDL计入膨胀差2753TAQQDL（11）管程压力作用下的危险组合壳程设计压力管程压力0SP10TP12CTP管板应力MPA不计膨胀差251534601245860142TRISRDP72TRIRARDMKP0586402954075TTPPRD计入膨胀差45031752TRISRP45037962TRIRARDMKP39152TTPPRD壳程法兰应力MPA不计膨胀差2515741206580345714342TRFIASFDPMY计入膨胀差450387054127580395714342TRFIASFY管子应力MPA不计膨胀差2113702486241601370TTCAGVQP计入膨胀差2113701286251743105TTCAVPQG壳程圆筒轴向应力MPA不计膨胀差2130975810234613971454566TCTACSAVPQG计入膨胀差213097581032517693454566TCTACSVA拉脱应力MPA不计膨胀差73685TAQQDL计入膨胀差625305TAQQDL46换热管稳定许用压应力（1）符号4232TRSEC其中系数RC换热管外径，MM；D设计温度时，换热管材料的弹性摸量，MPA；TE换热管的回转半径，MM；I220561TDM换热管受压失稳当量长度，MM；CRL换热管壁厚，MM；T设计温度时，换热管材料的屈服点，MPA；S换热管稳定许用压应力，MPA；CR2195703436RC（2）计算公式当80126CRLCI/536TSCRCRLI47法兰设计计算计算压力MPA10P设计温度39法兰材料MNR6螺栓材料40MNB腐蚀余量2MM螺栓许用应力设计温度常温207TBMPA203BMPA法兰许用应力设计温度常温15F15F垫片5N0M03894YM3148942726AGWBDYN628613893PCFP2075075027GC134076PFN1346PTBAMM22174BND050564712031892MBWA操作情况207851304DICFPN1054DALM50328DFLNMG2GBG697G7082TD10550TA351T978PGMFLLNM预紧螺栓情况189322MBGAFWN05389GBGLDM7364AML092TFAM形状常数0013856IHD010713856H02IK10查表得T186Z805Y1557U1711F1091V1046F232210713856398074UDHV假设F6M1065143FE157FE4378T1602987FD098许用值应力计算轴向应力152TF0221