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f220
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F220浮头式柴油冷却器+图纸,f220,头式,柴油,冷却器,图纸
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I 摘要 本设计说明书是关于 头式换热器的设计，主要是进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。这个设计过程分为两个部分，一部分为工艺计算 部分，主要是根据给定的设计参数来估算换热面积，进行换热器的选型、校核传热系数、 计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温 的计算；另一部分时关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、钩圈、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。 关键词： 管壳式换热器、浮头式换热器、管板、浮头盖、浮头法兰 he is of 220, is of of is is of to to of of is on of as a a of of 录 摘要 . I . 一章 绪论 . 1 热器介绍 . 1 热器分类 . 1 头式换热器的构造原理和特点 . 6 头式换热器的优缺点 . 6 第二章 工艺计算 . 7 计参数 . 7 算换热器传热面积 . 7 力降的计算 . 11 热器壁温计算 . 14 第三章 换热器结构设计与强度计算 . 16 体与管箱厚度的确定 . 16 孔补强计算 . 18 热管 . 23 板设计 . 25 流板 . 30 杆与定距管 . 32 冲板 . 33 温层 . 33 兰与垫片 . 33 圈式浮头 . 35 程隔板 . 40 座 . 41 管的最小位置 . 42 第四章 换热器的腐蚀、制造与检验 . 44 热器的腐蚀 . 44 热器的制造与检验 . 44 结论 . 48 参考文献 . 49 致谢 . 50 1 第一章 绪论 热器介绍 换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计 ,在现代化学工业中所用换热器的投资大约占设备总投资的 30%,在炼油厂中换热器占全部工 艺设备的 40%左右 ,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。上个世纪 70 年代初发生的世界性能源危机 ,有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗 ,提高工业生产的经济效益 ,要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备。因此 ,几十年来 ,高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题 ,国内外先后推出了一系列新型高效换热，各种新型换热器的紧凑性、制冷性能好、运行成本低等优越性已越来越被人们所认识。随着我国经济的发展，换热器技术的发展，特别是各种大型的工业制冷装置和空调用制冷装置发展迅速，这为各种换热器的应用提供了广阔的市场 。 热器分类 在工业生产中，由于用途、工作条件和物料特性的不同，出现了不同形式和结构的换热器。 热器的分类及特点 按照传热方式的不同，换热器可分为三类： 又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。这类换热器的结构简单、价格便宜，常做成塔状，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。 在这类换热器中，热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。首先让热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后再让冷流体通过，把热量带走。由于两种流体交变转换输入，因此不可避免地存在着一小部分流体相互掺和的现象，造成流体的“污染”。 蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜，单位体积传热面比较大，故较适合用于气 2 这是工业中最为广泛使用的一类换热器。冷、热流体被一固体壁面隔开，通过壁面进行传热。按照传热面的形状与结构特点它又可分为： （ 1）管式换热器：如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等； （ 2）板面式换热器：如板式、螺旋板式、板壳式等； （ 3）扩展表面式换热器：如板翅式、管翅式、强化的传热管等。 壳式换热器的分类及特点 由于设计题目是浮头式换热器的设计，而浮头式又属于管壳式换热器，故特此介绍管壳式换热器的主要类型以及结构特点。 管壳式换热器是目前用得最为广泛的一种换热器，主要是由壳体、传热管束、管板、折 流板和管箱等部件组成，其具体结构如下图所示。壳体多为圆筒形，内部放置了由许多管子组成的管束，管子的两端固定在管板上，管子的轴线与壳体的轴线平行。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为了增加壳程流体的速度以改善传热，在壳体内安装了折流板。折流板可以提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。 流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次就称为一个壳程，示为最简单的单壳程单管程换热器。为了提高管内流体速度，可在两端管箱内 设置隔板，将全部管子均分为若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程；同样。为提高管外流速，也可以在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可以配合使用。 这种换热器的结构不算复杂，造价不高，可选用多种结构材料，管内清洗方便，适应性强，处理量较大，高温高压条件下也能应用，但传热效率、结构的紧凑性、单位传热面的金属消耗量等方面尚有待改善。 由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两流体温度相差较大，换热器内将产生很大的热应力 ，导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过 50时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可以分为以下几种主要类型： 3 图 壳程单管程换热器 （ 1）固定管板式换热器：其结构如图 示。换热器的管端以焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则以焊接的方法与壳体相连。与其它型式的管壳式换热器相比，结构简单，当壳体直径相同时，可安排更多的管子，也便于分程，同时制造成本较低。由于不存在弯管部分，管内不易积聚污垢，即使产生污垢也便于清洗。如果管子 发生泄漏或损坏，也便于进行堵管或换管，但无法在管子的外表面进行机械清洗，且难以检查，不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。更主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，在壳体与管中将产生较大的温差应力，因此为了减少温差应力，通常需在壳体上设置膨胀节，利用膨胀节在外力作用下产生较大变形的能力来降低管束与壳体中的温差应力。 （ 2）浮头式换热器：其结构如图 示。管子一端固定在一块固定管板上，管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，用螺栓连接；管子另一端固定在浮头管板上，浮头管板夹持在用螺柱连接的浮头盖与 钩圈之间，形成可在壳体内自由移动的浮头，故当管束与壳体受热伸长时，两者互不牵制，因而不会产生温差应力。浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于检修。由上述特点可知，浮头式换热器多用于温度波动和温差大的场合，尽管与固定管板式换热器相比其结构更复杂、造价更高。 4 图 定管板式换热器 图 头式换热器 （ 3） U 型管式换热器：其结构可参见图 束管子被弯制成不同曲率半径的 U 型管，其两端固定在同一块管板上，组成管束，从而省去了一块管板与一个管箱。因为管束与壳体是分离的，在受热膨胀时，彼此间不受约束，故消除了温差应力。其结构简单，造价便宜，管束可以在壳体中抽出，管外清洗方便，但管内清洗困难，故最好让不易结垢的物料从管内通过。由于弯管的外侧管壁较薄以及管束的中央部分存在较大的空隙，故 U 型管换热器具有承压能力差、传热能力不佳的缺点。 5 图 型管式换热器 （ 4） 双重管式换热器：将一组管子插入另一组相应的管子中而构成的换热器，其结构可以参看图 程流体（ B 流体）从管箱进口 管流入，通过内插管到达外套管的底部，然后返回，通过内插管和外套管之间的环形空间，最后从管箱出口管流出。其特点是内插管与外套管之间没有约束，可自由伸缩。因此，它适用于温差很大的两流体换热，但管程流体的阻力较大，设备造价较高。 （ 5） 填料函式换热器：图 填料函式换热器的结构。管束一端与壳体之间用填料密封，管束的另一端管板与浮头式换热器同样夹持在管箱法兰和壳体法兰之间，用螺栓连接。拆下管箱、填料压盖等有关零件后，可将管束抽出壳体外，便于清洗管间。管束可自由伸缩，具有与浮头式换热器相同的优点。由于减少了壳体大 盖，它的结构较浮头式换热器简单，造价也较低，但填料处容易泄漏，工作压力与温度受一定限制，直径也不宜过大。 图 重管式换热器 6 图 料函式换热器 头式换热器的构造原理和特点 浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力浮头式换热器其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入 或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。 头式换热器的优缺点 点 管束可以抽出，以方便清洗管、壳程； 介质间温差不受限制； 可在高温、高压下工作，一般温度小于等于 450 度，压力小于等于兆帕； 可用于结垢比较严重的场合； 可用于管程易腐蚀场合。 点 小浮头易发生内漏； 金属材料耗量大，成本高 20%； 结构复杂。 7 第二章 工艺计算 在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需要的传热面积。工艺设计中包括了热力设计以及流动设计，其具体运算如下所述： 计参数 拟设计一单壳程双管程 浮头式 换热器，用于 柴油冷却 。 给定设计参数如下： 管程介质： 柴油 壳程介质：原油 管程设计压力： 壳程设计压力： 程设计温度： 260 壳程设计温度： 130 腐蚀余量：自定 换热面积： 220算换热器传热面积 动空间的确定 选择被冷却的油品走壳程，被加热的原油走管程。这是因为：被冷却的流体走壳程可便于散热，而传热系数大的流体应走管程，这样可降低管壁的温差，减少热应力，同时对于浮头式换热器，一般是将易结垢流体流经管程。 算换热器传热面积 A （ 1）传热计算（热负荷计算） 热负荷： ( ) ( )c p c c o c i h p h h i h oQ m c T T m c T T 式中： , 冷热流体的质量流量， kg/s； ,pc 冷热流体的定压比热， J/(k)； ,ci 冷流体的进、出口温度， k； ,hi 热流体的进、出口温度， k。 理论上，cQ=际上由于热量损失，cQ常热负荷应该取 cQ， ( ) 2 6 . 5 3 . 1 6 5 (1 0 1 6 9 ) 2 6 8 3 . 9 K Wc c p c c o c iQ m c T T 8 ( ) = 6 . 4 4 2 . 5 8 7 ( 3 0 0 - 1 0 0 ) = 3 3 3 2 . 1 K Wh h p h h i h oQ m c T T ； 故 3 3 3 2 。 （ 2）有效平均温差 选取逆流流向，这是因为逆流比并流的传热效率高。其中1 121 0 0 6 9 3 1 ;3 0 0 1 0 1 1 9 9 ; 因为 122 ，故采用对数平均温度差，则 21211 9 9 3 1 9 1 . 4199 ; （ 3）按经验值初选总传热系数 估=180W/（）； （ 4）初算出所需的传热面积 A 323 3 3 2 . 1 1 0 2 0 2 . 51 8 0 9 1 . 4 估； 考虑到所用传热计算式的准确程度及其他未可预料的因素，应使所选用的换热器具有换热面积00%故有 21 . 2 1 . 2 * 2 0 2 . 5 2 4 3A A m ， 符合设计参数要求， 根据 A 查选型手册，可选换热器的型式为： B E S - 2 . 5 - 8 5 - 6 / 2 5 - 4 -，且为达到所需换热面积，应采用三台同类换热器串联。 传热系数 K 的校验 管壳式换热换热器面积是以传热管外表面为基准，则在利用关联式计算总传热系数也应以管外表面积为基准，因此总传热系数 K 的计算公式如下： 11 o o os o s iw m i ib d d d d d 式中： K 总传热系数， W/（ K）； 分别为管程和壳程流体的传热膜系数， W/（ K）； 分别为管程和壳程的污垢热阻， K/w； id、od、 分别是传热管内径、外径及平均直径， m； 9 传热管壁材料导热系数， W/（ K）； b 传热管壁厚， m。 （ 1） 管程流体传热膜系数 24 2 6 . 5 2 . 2 2 /8 0 5 0 . 0 1 4 8ci m ； 30 . 0 2 2 . 2 2 8 0 5R e 4 4 1 38 . 1 1 0i i 可知流体处于过渡流状态； 333 . 1 6 5 1 0 8 . 1 1 0P r 1 8 30 . 1 4 0p i ； 当流体在管内流动为过渡流的时候，对流传热系数可先按湍流的公式计算，然后把计算结果乘以校正系数 ，即可得到过渡流下的对流传热膜系数。 先计算校正系数 ： 551 . 8 1 . 86 1 0 6 1 01 1 0 . 8 3 5R e 4 4 1 3 ； 而湍流情况下的 i计算如下： 由于 2，故原油为高黏度的流体，故应用 联式： 0 . 8 1 / 3 0 . 1 40 . 0 2 7 R e P r ( / )ii i 工程上，当液体被加热时，取 0 . 1 4( / ) 1 . 0 5 ，当液体被冷却时，取0 . 1 4( / ) 0 . 9 5 ，而管程流体原油是被加热的，则有 0 . 8 1 / 30 . 1 4 00 . 0 2 7 4 4 1 3 1 8 3 1 . 0 5 9 2 80 . 0 2i W/（ K）； 故管内流体传热膜系数i为： 0 . 8 3 5 9 2 8 7 7 5 W/（ K）； （ 2） 壳程流体传热膜系数 其计算过程如下： 换热器内需装弓形折流板，根据 知，折流板最小的间距一般不小于圆筒内直径的 1/5，且不小于 50故根据浮头式换热器折流板间距的系列标准，可取折流板间距 300bl 10 因为壳体选择为卷制圆筒，根据 00 N m m。 管间流速 (1 )os b l D p 其中： 管外径，即 25 ， 为换热管中心距，此时选择换热管在管板上的排列方式为正方形排列，因为这样便于机械清洗，查 32tp 20 . 0 2 50 . 3 0 . 6 ( 1 ) 0 . 0 3 9 30 . 0 3 2 ； 6 . 4 4 0 . 1 7 8 /9 1 8 0 . 0 3 9 3ho m ； 当换热管呈正方形排列时，其当量直径 2 21 . 2 7 1 . 2 7 0 . 0 3 2 0 . 0 2 5 0 . 0 2 70 . 0 2 5 同时： 30 . 0 2 7 0 . 1 7 8 9 1 8R e 4 8 0 00 . 9 2 1 0e o ； 332 . 5 8 7 1 0 0 . 9 2 1 0P r 2 0 . 90 . 1 1 4 ； 故可用 求o，即： 0 . 5 5 1 / 3 0 . 1 40 . 5 5 1 / 30 . 3 6 R e P r ( / )0 . 1 1 40 . 3 6 4 8 0 0 2 0 . 9 0 . 9 50 . 0 2 74 2 0 . 8 W / m i ； i与o都已经算出，而 2 0 2 5 2 2 . 522m m ， ，320 . 5 2 1 0 m /s i s K W ，同时查钢管壁热导率为 4 6 . 9 /w W m K ，则有 11 00331111 0 . 0 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 5 0 . 0 2 50 . 5 2 1 0 0 . 5 2 1 04 2 0 . 8 4 6 . 9 0 . 0 2 2 5 0 . 0 2 7 7 5 0 . 0 21 9 1 . 6 /os o s io w m i i d d d dW m K 故 1 9 1 . 6 1 . 0 6180估，合适。 核平均温差 与平均温差有关参数的计算如下： 3 0 0 1 0 0 6 . 2 5 ;1 0 1 6 9h i h oc o c 热 流 体 的 温 降冷 流 体 的 温 升1 0 1 6 9 0 . 1 3 93 0 0 6 9c o c ih i c 冷 流 体 的 温 升两 流 体 最 初 温 差； 根据 R、 P 值，查温度校正系数图可得温度校正系数 ，因此有效平均温度差为： 0 . 8 6 9 1 . 4 7 8 . 6 。 核换热面积： 实际传热面积： 20 3 3 3 2 . 1 2 1 6 . 21 9 1 . 6 7 8 . 6 ； 校核： 008 5 3 2 1 6 . 2 1 0 0 % 1 8 % ( 1 5 % 2 5 % )2 1 6 . 2 ； 为了保证换热器的可靠性，一般应使换热器的面积裕度大于或等于15%由上可知所选换热器面积满足要求。 力降的计算 流体流经换热器因流动引起的压力降，可按管程压降和壳程压降分别计算。 12 程压力降按下式进行计算 ： ()i L r t p s n sp p p F N N p N 其中： 流体流过直管因摩擦阻力引起的压力降， 流体流经回弯管中因摩擦阻力引起的压力降， 流体流经管箱进出口的压力降， 结构校正因数，无因次，对 25 的管子，取为 19 2 的管子，取为 管程数； 串联的壳程数。 其中，Lp、rp、 2()2i i 23( )221 )2； 式中： 管内流速， / 管内径， m ； l 管长， m ； i 摩擦系数，无量纲，可由下式求取； i 管内流体密度， 3/kg m 。 由于 413 ，在 36R e 3 1 0 3 1 0 范围内，故可 采用下面公式求取： 0 . 3 8 0 . 3 80 . 7 5 4 3 0 . 7 5 4 30 . 0 1 2 2 7 0 . 0 1 2 2 7 0 . 0 4 3 4R e 4 4 1 3i 所以 26 8 0 5 2 . 2 20 . 0 4 3 4 ( ) 0 . 0 2 5 80 . 0 2 2 28 0 5 2 . 2 23 ( ) 0 . 0 0 5 9 52 13 28 0 5 2 . 2 21 . 5 ( ) 0 . 0 0 2 9 82 ( 0 . 0 2 5 8 0 . 0 0 5 9 5 ) 1 . 4 4 3 0 . 0 0 2 9 8 30 . 5 4 2 M p ； 经查，可知每台换热器合理的压力降为 50 1 0 此可知上述压力降符合要求。 程的压力降 当壳程装上折流板后，流体在管外流动为平行流和错流的耦合。尽管管束为直管，但流动却变得复杂化。由于制造安装公差不可避免地存在间隙，因而会产生泄漏和旁流，而流体横向冲刷换热管引起的旋涡，也使流动变得更加复杂。由于流动的复杂性，要准确地分析影响这种复杂流动的各种因素，精确地计算压力降是相当的困难。 下面通过埃索法来计算： 12()o s sp p p F N 式中： 1p 流体横过管束的压力降， 2p 流体通过折流板缺口的压力降， 壳程压力降的结垢修正系数，无因次，对液体可取 气体可取 其中： 210 ( 1 ) 2 f n N 222( 3 . 5 )2； 式中： F 管子排列方法对压力降的修正系数，对三角形排列 。对正方形排列 ，对转置正方形排列 ； 壳程流体摩擦系数，当 00 时， 0 85 ； 横过管束中心线的管子数，对三角形排列 对正方形排列 按壳程流通截面； 折流板的数量。 其中： 14 2( ) ( 1 . 1 9 )0 . 3 ( 0 . 6 1 . 1 9 1 8 8 0 . 0 2 5 )0 . 0 5 7 8o b i c o b i t oA l D n d l D N ； 因此 6 . 4 4 0 . 1 2 1 /9 1 8 0 . 0 5 7 8ho m ； 0 . 2 2 85 . 0 4 8 0 0 0 . 7 2 4 ； 1 . 1 9 1 . 1 9 1 8 8 1 6 . 3 ； 0 . 1 6 0 . 11 1 1 8 . 60 . 3b l ，取整为 19。 则有： 219 1 8 0 . 1 2 10 . 3 0 . 7 2 4 1 6 . 3 2 0 4 7 5 . 82p 222 0 . 3 9 1 8 0 . 1 2 13 8 ( 3 . 5 ) 6 3 8 . 40 . 6 2p ( 4 7 5 . 8 6 3 8 . 4 ) 1 . 1 5 3 0 . 0 0 3 8 M p ； 可知此时的压力降在合理范围之类。 热器壁温计算 热管壁温符号说明： 以换热管外表面积为基准计算的总传热系数， W/（ m）； 污垢热阻， /w； , 分别为热、冷流体的的平均温度，； , 分别为热流体的进、出口温度，； , 分别为冷流体的进、出口温度，； 流体的有效平均温差，； 以换热管外表面积为基准计算的给热系数， W/（ m）。 15 热流体侧的壁温： 31()12 0 0 1 9 1 . 6 ( 0 . 5 2 1 0 ) 7 8 . 64 2 0 . 81 5 6 . 4t h m d h r ； 冷流体侧的壁温： 31()18 5 1 9 1 . 6 ( 0 . 5 2 1 0 ) 7 8 . 67751 1 2 . 3t c m d c t r ； 所以 1 5 6 . 4 1 1 2 . 3 1 3 4 . 322t h t ct 。 筒壁温由于圆筒外部有良好的保温层，故壳体壁温取 壳程流体的平均温度：200 。 16 第三章 换热器结构设计与强度计算 在确定换热器的换热面积后，应进行换热器主体结构以及零部件的设计和强度计算，主要包括壳体和封头的厚度计算、 材料的选择、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算，还有主要构件的设计（如管箱、壳体、折流板、拉杆等）和主要连接（包括管板与管箱的连接、管子与管板的连接、壳体与管板的连接等），具体计算如下。 体与管箱厚度的确定 根据给定的流体设计温度为 130；设计压力为 体和管箱材料的选择 由于所设计的换热器属于常规容器，并且在工厂中多采用低碳低合金钢制造，故在此综合成本、使用条件等的考虑，选择 16壳体与管箱的材料。 16低碳低合金钢，具有优良的综合力学性能和制造工艺性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能均优于相同含碳量的碳素钢，同时采用低合金钢可以减少容器的厚度，减轻重量，节约钢材。 筒壳体厚度的计算 焊接方式：选为双面焊对接接头， 100%无损探伤，故焊接系数 1 ； 根据 力容器用钢板和 温压力容器用低合金钢板规定可知对 16板其120 ; 2C C m m。 假设材料的许用应力 125t 度为 6 16），壳体计算厚度按下式计算为： 2 . 5 6 0 0 6 . 12 1 2 5 1 2 . 52 cD ； 设计厚度2 6 . 1 2 8 . 1d C m m ； 名义厚度1 8 . 1 0 1 0 m m （其中 为向上圆整量）； 查其最小厚度为 8此时厚度满足要求，且经检查， t 没有变化，故合适 。 17 箱厚度计算 管箱由两部分组成：短节与封头；且由于前端管箱与后端管箱的形式不同，故此时将前端管箱和后端管箱的厚度计算分开计算。 （ 1） 前端管箱厚度计算 前端管箱为椭圆形管箱，这是因为椭圆形封头的应力分布比较均匀，且其深度较半球形封头小得多，易于冲压成型。 此时选用标准椭圆形封头，故 1 ，且同上120 ; 2C C m m，则封头计算厚度为： 1 2 . 5 6 0 0 6 . 0 32 1 2 5 1 0 . 5 2 . 52 0 . 5t cD ； 设计厚度2 6 . 0 3 2 8 . 0 3d h h C m m ； 名义厚度1 8 . 0 3 0 1 0n h d h C m m （ 为向上圆整量）； 经检查， t 没有变化，故合适 查 4746 2002钢制压力容器用封头可得封头的型号参数如下： 表 DN(总深度 H(内表面积 A( ) 容积 (封头质量（） 600 175 节部分的厚度同封头处厚度，为 10 （ 2） 后端管箱厚度计算 由于是浮头式换热器设计，因此其后端管箱是浮头管箱，又可称外头盖。外头盖的内直径为 700可在“浮头盖计算”部分看到。 选用标准椭圆形封头，故 1 ，且同上120 ; 2C C m m，则计算厚度为： 1 2 . 5 7 0 0 7 . 0 42 1 2 5 1 0 . 5 2 . 52 0 . 5t cD ； 设计厚度 2 7 . 0 4 2 9 . 0 4d h h C m m ； 名义厚度 1 9 . 0 4 0 1 0n h d h C m m （ 为向上圆整量）； 经检查， t 没有变化，故合适。 查 4746 2002钢制压力容器用封头可得封头的型号参数如下： 表 DN(总深度 H(内表面积 A( ) 容积 (封头质量（） 700 200 18 短节部分的厚度同封头处厚度，为 10 孔补强计算 在该台浮头式换热器上，壳程流体的进出管口在壳体上，管程流体则从前端管箱进入，而后端管箱上则有排污口和排气口，因此不可避免地要在换热器上开孔。开孔之后，出削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因结构的连接性被破坏，会产生很高的局部应力，会给换热器的安全操作带来隐患。因此此时应进行开孔补强的计算。 由于管程与壳程出入口公称直径均为 150照厚度系列，可选接管的规格为 159 8，接管的材料选为 20 号钢。 体上开孔补强计算 （ 1） 补强及补强方法判别： 补强判别：根据 8许不另行补强的最大接管外径是 89，本开孔外径为 159此需要另行考虑其补强。 开孔直径 2 1 5 0 2 2 1 5 4 3 0 02 d d C m m m m ， 满足等面积法开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。 （ 2） 开孔所需补强面积计算： 强度削弱系数 86 0 . 6 8 8125m m ； 接管有效厚度 8 2 6e t n t C m m ； 开孔所需补强面积按下式计算： 22 ( 1 )1 5 4 6 . 1 2 6 . 1 6 ( 1 0 . 6 8 8 )9 6 2 . 2e t rA d ； （ 3） 有效补强范围 有效宽度 B： 2 2 1 5 4 2 0 8m a x 3 0 82 2 1 5 4 2 1 0 2 8 1 9 0n n td m mB m md m m 有效高度： （ a）外侧有效高度1 19 11 5 4 8 3 5 . 1m i n 3 5 . 1200m mh m 实 际 外 伸 长 度； （ b）内侧有效高度2 21 5 4 4 . 5 3 5 . 1m i n 00m mh m 实 际 内 伸 长 度； （ 4） 有效补强面积 壳体多余金属面积： 壳体有效厚度： 1 0 2 8 ; m m 则多余的金属面积1 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )( 3 0 8 1 5 4 ) ( 8 6 . 1 ) 2 6 ( 8
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