管壳式换热器设计说明书全部

摘 要 本次设计是水解塔第一预热器，是属于换热器中的一种。换热器的主要作用是使热量在高温流体与低温流体之间进行传递。从而使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺上的需要。它在石油、化工、食品、动力以及其它许多部门都有着广泛的应用。目前应用最为广泛的是管壳式换热器，本课题详细介绍了固定管板式换热器的设计与制造过程。它以流体的物性参数和生产量及工艺要求为基础，通过计算和依据相应的系列标准确定了固定管板式换热器的基本型式。依据GB150-1998钢制压力容器和GB151-1999管壳式换热器等标准对换热器各零部件结构与强度进行设计。固定管板式换热器主要由外壳、封头、管板、拉杆、定距杆、折流板、法兰等部件组成。在加工制造方面，对各部件的加工，对管子与管板的连接、管孔的加工都提出了详细具体的要求。此外，还涉及到了固定管板式换热器的检验、安装、使用和维修方面的内容。关键词：固定管板式换热器；管壳式换热器；管板；法兰；折流板AbstractHeat exchangers are equipment primarily for transferring heat between hot and cold streams.Thus enables the streams temperature to the standard that technological process stipulates,satisfies the need in the craft.It has widespread application in the industries of petroleum、chemical、food、power as well as many other departments.At present,the most versatile and widely used exchanges are the shell-and-tube types.In this topic,it is introduced in detail about the design and manufacturing process of the stationary tubessheet exchangers.It is based on the stream naturel parameter and its productivity and the technological requirement,through calculating and according to the corresponding series standsrd ,then confirm the basic pattern of the stationary tubessheet exchanger. According to the standards of the GB151-1998 Pressure vessel Made by Steel and the GB151-1999 The shell-and-tube exchangers,carrying on the design of the every spare parts structure and intensity of the hean exchanger.The stationary tubessheet exchangers is mainly formed by the shell,shell cover,tubesheet,tie rods and spacers, baffles, flange and so on. In the manufacturing process,we set the detailed and accueate requests in the manufacturing of the parts, the connecting of the pipe and the tubesheet ,the manufacturing of the cable channe. In addition,this topic also involves the contents of examination the installment,the using and the service of the stationary tubessheet exchangers.Key word: The stationary tubessheet exchangers; shell-and-tube exchangers; Tubessheet; Flange; baffle.目 录摘 要 2Abstract 3第一章 换热器的选型及工艺计算71.1管壳式换热器的分类71.2 换热器的选型71.3固定管板式换热器的工艺设计计算81.3.1 确定物理参数81.3.2 传热计算91.3.3核算压强降101.3.4核算总传热系数1114 换热器的结构参数13第二章 管壳式换热器零、部件的工艺结构设计142.1 壳程圆筒校核计算142.1.1 筒体计算条件的确定142.1.2 换热器壳体壁厚的计算152.1.3 筒体的试验压力、压力试验的校核162.2 管箱的设计162.2.1 管箱的结构形式162.2.2 管箱圆筒短节厚度的计算162.2.3 管箱压力试验的校核172.2.4 管箱的结构尺寸172.3 管箱封头设计172.3.1管箱封头厚度计算172.3.2 管箱封头压力计算182.4 管箱法兰的选用192.5 管箱法兰上螺栓与垫片的选用及法兰应力计算与校核202.5.1 设计条件的确定202.5.2 螺栓载荷及法兰力矩的计算212.5.3法兰应力的计算222.5.4 法兰应力校核232.6 管板的设计24第三章 管壳式换热器的强度计算253.1 设计计算条件的确定253.1.1 壳程圆筒253.1.2 管箱圆筒法兰263.1.3 换热管263.1.4 管板273.2 换热器各参数和系数的确定273.2.1 相关参数的确定273.2.2 相关系数的确定283.2.3 管板参数的确定293.2.4 系数计算293.3 管板应力校核及评定303.3.1 第一种工况计算303.3.2 第二种工况计算323.3.3 第三种工况计算353.3.2 第四种工况计算373.4 开孔补强计算40第四章 管壳式换热器的机械设计414.1 管子的选择及壳体与管板的连接414.3 管板与壳体及管箱的连接42第五章 管壳式换热器的其它结构机械设计435.1 管法兰的选用435.2 管板部分结构设计435.2.1 分程隔板结构435.2.2换热管的排列形式445.2.3 管板管孔直径及允许偏差445.3 折流板445.3.1 确定折流板的形式445.3.2 确定折流板的几何参数455.3.3 确定折流板的排列方式455.3.4 确定折流板与壳体的间隙455.3.5 折流板的厚度465.3.6 折流板的管孔465.4 拉杆、定距管475.4.1 拉杆的结构形式475.4.2 拉杆的直径以及数量的确定475.4.3 拉杆的尺寸及布置485.4.4 拉杆孔的尺寸确定495.4.5 定距管的选用495.5 防冲挡板的选用505.6 支座的选用505.6.1 支座的形式与尺寸505.6.2 支座的强度计算515.7 排液管525.8 吊耳的设计525.8.1 吊耳型号的选取52第六章 管壳式换热器的制造、安装、检验、清洗和维修536.1 管壳式换热器的制造536.2 检验556.3 安装556.4 清洗566.5 检修56总 结57结束语58参考文献59绪 论这学期是我们大学生涯的最后一个学期了，我们这学期最主要的任务就是做毕业设计，毕业设计是我们对以前所学理论知识的一个总结，同时也为我们以后走上工作岗位的一个实际锻炼的机会，以便我们能够更好的掌握以前所学的知识，并且掌握设计的基本思路，方法等。通过做设计可以进一步提高我们的计算机水平，手工绘图的能力，计算机绘图以及文献的检索等的基本的一些技能。我设计的题目是水解塔第一预热器，是工业上面用到的换热器中的一种。换热器是实现物料之间热量传递的节能设备，换热器广 泛应用于工业的各个领域，在石油化工装置中换热器占总设备量和设备投资的40%左右，其中管壳式换热器又应用最为广泛、使用量最大的换热型式，约占换热器总量的90%。换热器是制药、化工等其他许多工程领域的通用设备，在生产中占有很重要的地位。按照传热的用途可分为加热器、预热器、冷却器、冷凝器、再沸器和蒸发器等。虽然换热器的名称不同，但设备的构造与形式却大多完全相同。换热器设计质量的好坏直接影响设备的安全性、可靠性和经济性，直接影响人民生命安全和国家财产损失。我国人口众多，人均资源贫乏。在工业建设中应注重选择材耗低、能耗少的高效工业设备去发展生产，这不但可以创造经济效益，而且还可以保护我国有限的资源与我们赖以生存的环境，造福于后人。本设计共分八个部分：第一部分是绪论，是固定板式换热器在实际中的应用范围。第二部分是通过确定传热面积，公称直径等参数来对换热器的进行选型。第三部分是固定板式换热器零部件的工艺结构的设计，确定相关部件的尺寸和结构形式。第四部分固定板式换热器的强度计算根据相关的标准确定各零部件的结构，并对其进行应力计算及校核以确保其安全性。第五部分是换热器的机械结构设计及个元件的连接形式，第六部分是法兰等部件的选型。第七部分是管壳式换热器的检验安装与维修。第八部分是个人小结，是对完成这次毕业设计的一些想法和感受等。由于本人的水平有限，在设计说明书中难免会有错误和不足之处，也请各位老师给予指正，并提出宝贵的意见以便我从中学到更多的知识。第一章 换热器的选型及工艺计算1.1管壳式换热器的分类 化工生产中所用的换热器类型很多。按其用途分，有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。按其结构型式分有列管式、螺旋板式、板式、板壳式、板翘式和翘片管式等。不同类型的换热器，其性能各异，因此要了解各种换热器的特点，以便根据工艺要求选用适当的类型，同时还要根据传热的基本原理，选择流程、确定换热器的基本尺寸、计算传热面积以及流体阻力等。 换热器在石油、化工生产过程中应用很广泛，它不仅独立使用，而且是很多化工装置的组成部分，如蒸馏装置中的再沸器、冷凝器及预热器等。在炼油厂的常压、减压蒸馏装置中，换热器约占建设总投资的20%，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11%。一般地说，换热器约占石油、化工装置工艺设备重量的40%左右，随着化工炼油以及石油化工的迅速发展，各种换热器发展很快，新型结构不断出现，以满足个工业部门的需要。换热器的基本发展趋势是：提高紧凑性，降低材料消耗，提高传热效率，保证互换性和扩大容量的灵活性，通过减少污垢和便于除垢来减少操作事故，在广泛的范围内将向大型化发展。1.2 换热器的选型 根据已给的设计参数及设计任务指定的工艺条件来进行来对管壳式换热器的进行选型：稀碳铵液流经管程，工艺冷凝液流经壳程。并且还考虑到液体对管的腐蚀性，将换热器的换热管采用不锈钢制造，壳体采用低合金钢制造。因为公称直径DN=273mm。筒体的设计尺寸273mm400mm，所以筒体可采用不锈钢无缝钢管，换热管与管板则采用焊接连接。根据指定的工艺要求和参数，按照相应的设计标准得到设计压力与设计温度，管程和壳程的的设计数值如下：管程的设计压力 1.8MP 设计温度 140壳程的设计压力 0.5MP 设计温度 170管壳式换热器又称列管式换热器，这种换热器具有处理能力大，适应性强，可靠性高，设计和制造工艺成熟，生产成本低，清洗较为方便等优点，所以尽管近些年来也受到了其他新型换热设备的挑战，但反过来又促进了自身的发展，因而在现代工业生产中管壳式换热设备仍占主导地位。故我们选用管壳式换热器。管壳式换热器的种类很多，根据换热器所受温差应力以及是否采用温度补偿装置，分为刚性结构和具有温度补偿的两类。常用的管壳式换热器有固定管板式、浮头式、填料函式和U型管式等。固定管板式换热设备是由许多管子组成管束，管束两端通过焊接或胀接的方法固定在两块管板上，而管板则通过焊接的方法与壳体相连。其特点是结构简单、紧凑、制造成本低，管程清洗方便，且管子损坏时易于堵管或更换。浮头式换热设备的特点是管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力，且管束内外清洗方便。但其结构复杂，制造成本高，金属材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。U型管式换热设备的特点是管子可以自由伸缩，因而当壳体育U型换热管有温差时，不会产生热应力，且U型管出现泄露只能将漏管端头堵上，不能更换管子。填料函式换热设备的特点与浮头式较为相似，结构简单，制造方便，但填料处易泄露。根据以上对各种类型换热器的经济性分析和结构总结综合考虑选用固定管板式换热设备。1.3固定管板式换热器的工艺设计计算 1.3.1 确定物理参数首先，根据两种介质的流量，进出口温度、操作压力等算出换热器所需传递的热量。通常以热流体的热负荷作为总热负荷值进行计算。冷热物流的热负荷相对误差应该在10%以内，如果误差较大，则需要检查工艺条件是否正确。一个能满足换热要求的换热器，必须使其传热速率等于（或略大于）热负荷。根据能量守恒定律，在换热器保温良好，无热损失的情况下，在单位时间内热流体放出的热量Q热等于冷流体吸收的热量Q冷。即Q热=Q，称为热量衡算式。设计给定的热流量是处理后的工艺冷凝液，冷流量稀碳铵液。具体的物理参数见下表:物体粘度密度流量进出口温度工艺冷凝液0.180cp920kg/16129kg147/98稀碳铵液0.630cp991kg/11500kg42/110根据公式tD=0.4th+0.6tc 和进出口温度计算管程和壳程的定性温度，其中th为冷端温度，tc为热端温度。 处理后的工艺冷凝液 tD=0.4147+0.698=117.6 稀碳铵液 tD=0.4110+0.642=62.9根据两物质的定性温度查化工原理书后的附录，查得比热容、密度及相关参数如下表：物 质流量(Wh)密 度比热容(Cph)粘度导热系数工艺冷凝液16129kgh949kg4.256KJkg0.24cp0.680Wm稀碳铵液11500 kgh978 kg4.187KJkg0.41cp0.657Wm 1.3.2 传热计算 计算热负荷 设计热负荷为 Q热= WhCph(T1-T2) Q冷= WcCph(t2-t1) Q热=161294.256（147-98）10003600=934336W Q冷=115004.187（110-42）10003600=909509W 计算相对误差：=100%=2.6% 相对误差为 2.6% 10% 则进出口温度合适。 计算有效平均温度差 已知条件是无相变逆流，则其有效平均温度差等于对数平均温度差即 tm= (a) 其中：th是热端温差 , tc为冷端温差th=T1-t2=147-110=37 tc =T2-t1=98-42=56 则代入(a)式中可得 tm=46.3 已知给定的换热器规格参数如下表(TBT 4714,4715-92)：壳体内径mm公称压强Mpa公称面积管程数261mm6.422.91管子尺寸mm管长mm管子总数管子排列方法19260006560 实际的传热面积 s=ndl=653.140.0196=23.27若选该型号的换热器，则要求过程的总传热系数为： 1.3.3核算压强降 管程压强降 其中：结垢校正系数Ft= 1.5 壳程数Np =2 管程流通面积：Ai=0.011 管内流速： =s 雷诺准数：（湍流）设管壁粗糙度=0.1mm， 从化工原理书上查-Re关系图查得 =0.041，所以： 则 壳程压强降 （p1+p2） 其中 p1- 流体横过管束的压强降 ，Pa p2- 流体通过折流板缺口的压强降，Pa Fs - 壳程压强降的结垢校正因数，量纲为1，液体取1.15。 p1= p2= 管子为转角正三角排列，F取0.5 已知折流板间距: h=0.15mm 则折流板的数目为： 壳程流通面积 s 500 所以 p1= p2= （p1+p2）1.15=（5231+4179）1.15=10821.5 计算表明：管程和壳程压强降都能满足题设的要求。 1.3.4核算总传热系数 管程对流传热系数 1 （湍流） （式中是管内流体普兰特准数，是定性温度下介质的导热系数m，定性温度下介质的比定压热容JKgk) （换热管内是要加热的物质，故取n为0.4，若换热管内是要冷却的物质则取n为0.3） 所以 w() 管程对流传热系数管子的排列方式为转角正三角，则取换热器列管之中心距t=25mm，带入上式得出=0.0174m.则流体通过管间最大截面积为： ms 则对流传热系数w w w 总传热系数 K0 管壁热阻可忽略时，总传热系数K0为 w（）由前面的计算可知，选用该型号换热器时要求过程的总传热系数为 867.2 w（），在规定的流动条件下，计算出的K0为1010.1 w（），故所选择的换热器是合适的。安全系数为 100%=16.47% 在15%-25%之间 计算传热面积裕度 该换热器的实际传热面积为 传热面积裕度： 壁温核算 因为壁管很薄，而且壁热阻很小，一般可以忽略不计，故管内、外可视为相同，在计算中应该按最不利的操作条件考虑，因此，取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。首先在管内外流体的平均温度，用来计算两流体的对流传热系数，根据式子来计算换热管壁温 （ ） 带入上式得出传热管的平均壁 温 =108.3 。 壳体壁温近似取工艺冷凝液的平均温度即 ： 壳体壁温和传热管壁温之差为 ：14 换热器的结构参数 通过以上的计算可以确定前端和后端管箱均选用B型，换热器的主要结构参数见下表： G273I-1.8-23型换热器结构尺寸公 称直 径公 称压 力管 长管程数管规格传 热面 积排管数管程流通面积接管工程直径273mm2.5Mp6000mm 1 192mm 23650.01150mm上表综合了本换热器的各项参数，也是其生产与制造的主要依据和参考。第二章 管壳式换热器零、部件的工艺结构设计管壳式换热器的设计主要分结构设计和受力元件的应力计算和强度校核，在本章中主要设计换热器的壳程圆筒校核计算和前端管箱圆筒校核计算，前端、后端管箱封头校核计算，后端管箱圆筒的计算，管箱法兰校核计算，以及管板校核计算。2.1 壳程圆筒校核计算 2.1.1 筒体计算条件的确定筒体计算条件的确定主要包括设计温度，设计压力，材料的选择以及相关参数，设计温度和压力是已知的，筒体材料的选用必须考虑到其经济性，实用性以及材料本身的抗腐蚀性能和机械加工性能等综合因素，本换热器设备，设计压力为1.8Mpa,筒体材料为00Cr19Ni10,筒体的设计尺寸即公称直径为273mm2（及椭圆形封头的时），椭球壳赤道上出现很大的环向压应力，其绝对值远大于顶点的应力。为考虑这种应力变化对椭圆封头强度的影响，引入形状系数K，也称为应力增强系数。国家标准规定，在工程应用中，K值不大于2.6。受内压（凹面受压）的椭圆形封头的计算厚度可按下式计算： 式中，K= 其中封头的曲面高度hi=总深度-直边高度-封头厚度即hi=93-25-6=62mm，则可以得到K=1.0717，把K值代入到椭圆形封头计算厚度的公式中：。管箱的有效厚度（是封头的厚度是腐蚀裕量为0.78mm），则 =4.62mm 椭圆形封头的最大允许工作压力是： 2.4 管箱法兰的选用 压力容器法兰分为平焊法兰与对焊法兰两类。法兰的密封形式分为平面型、凹面型和榫槽型。法兰的密封形式和结构形式可以根据设计压力、介质、设计温度和工程直径等因素来确定。本次设计换热器筒体选用的是不锈钢无缝钢管，则管箱法兰的选用应该属于管法兰的范畴，根据国标HG20592-20635-1997钢制管法兰、垫片、紧固件的标准选用长劲对焊法兰（长劲）采用凸凹面连接，长劲对焊法兰是用根部增厚的劲取代了乙型平焊法兰中的短节，从而更有效地增大了法兰的整体刚度，由于去掉了乙型法兰中法兰盘与短节的焊缝，所以也消除了可能发生的焊接变形及可能存在的焊接残余应力。而且这种法兰可以轧制成专门供法兰用的型钢，可以极大降低法兰的成本。根据设计压力是1.8Mpa，DN=273mm，根据国标HG20615选用管法兰型号为WN250-5.0FM。结构形式见下图： 法兰接管箱的厚度与管箱厚度相同=6mm。管箱法兰的具体数值见下表：公称直径DN钢管外径Ai法兰外径D法兰内径B螺栓数量螺栓孔径螺栓间距K250mm273mm445mm254.5mm1629.5mm387.5mm法兰径N法兰高度H突台内径d突台外径Y突台内高f3突台外高f2法兰厚度C321mm117mm335mm325.5mm5mm6.4mm48mm法兰颈最大厚度=2=(321-261)2=30mm 法兰密封面尺寸与法兰的类型是没有无关的。2.5 管箱法兰上螺栓与垫片的选用及法兰应力计算与校核2.5.1 设计条件的确定 壳体及法兰相关参数的确定：设计压力为1.8Mpa，设计温度为140，液体静压力忽略不计则计算压力与设计压力相同，查GB150-1998表4-3（续）设计温度下壳体材料为00Cr19Ni10的许用压力为118Mpa，查GB150-1998表4-5常温下法兰材料许用应力为117Mpa，设计温度下法兰材料的许用应力为89Mpa。 螺栓的选用：已知设计条件为公称通径为273mm，公称压力为5.0Mpa，查取标准HG20634-1997，选用材料为35CrMoA尺寸为M27180的双头螺柱。查取螺栓在常温下的许用应力为228Mpa，设计温度下的许用压力。螺栓根颈为23.8mm，数量n为16个。螺栓的布置：法兰径向尺寸、的最小值可按GB150-1998表9-3选取： （查取GB150-98表9-3），最大间距。垫片的选用：查取垫片标准HG20631-97，选用缠绕垫B250-5.0。B型于凹凸密封面并带内环型。垫片的参数如下表：公称压力公称通径内环直径内径外径厚度内环厚度比压力系数PN=5.0MPaDN=250mmD1=257.8mmD2=285.7mmD3=323.9mmT=3.2mmT1=2.4mmY=69MpaM=3.0垫片基本密封宽度则垫片有效密封宽度b=,垫片的压紧力作用中心圆直径：2.5.2 螺栓载荷及法兰力矩的计算 螺栓载荷：预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa按GB150-1998 式9-4计算，则操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp为： 螺栓面积：预紧状态下需要的最小螺栓面积操作状态下需要的最小螺栓面积则所需螺栓总截面积螺栓的设计载荷：预紧状态螺栓设计载荷W按GB150-1998式9-8计算，即操作状态螺栓设计载荷按式9-9计算，即W=Wp=216062.7N法兰力矩计算 受力计算： 力臂计算： 力矩计算： 操作状态下的法兰力矩 预紧状态下的法兰力矩 法兰的设计力矩法兰的设计力矩取 2.5.3法兰应力的计算 计算条件的确定：已知所设计的管箱法兰为长颈对焊法兰，可按GB150-1998中9.5.3.3章节的计算方法计算，对于整体法兰、带颈对焊法兰以及按整体法兰计算的任意式法兰按下列公式计算： 轴向应力计算： （9-13） 径向应力计算： （9-14） 切向应力计算： （9-15） 形状常数的确定： h39.57=1.5 换热器所选的法兰是整体法兰，查GB150-1998中图9-3和图9-4得出（整体式法兰系数），由形状系数K查GB150-1998得出系数参数 e按GB150-1998表9-6计算，即e=。 由形状系数值查GB150-1998图9-7得整体式法兰颈部应力校正系数f（法兰颈部小端应力与大端应力的比值），当fLcri 则管子许用压应力3.1.4 管板材料名称：00Cr19Ni10 设计温度：设计温度下的许用应力： 管板腐蚀裕量：设计温度下弹性模量： 管板计算厚度： 管板强度削弱系数： 管板强度削弱系数：管板和管子的连接形式：焊接 管板和管子焊接高度： l=3mm焊接许用拉脱应力： 3.2 换热器各参数和系数的确定3.2.1 相关参数的确定 换热管的有效厚度（两管板内侧间距）： L=6000-242=5916mm 管束模数： 管板材料在管板设计温度下的弹性模量： 管板强度削弱系数： 换热管加强系数K: 由上可得K=1.383管箱法兰厚度： 法兰外径：基本法兰力矩：管程压力操作工况下法兰力矩：法兰外径与内径之比： 3.2.2 相关系数的确定 壳程圆筒平均金属温度下的热膨胀系数： 换热管平均金属温度下的热膨胀系数： 管箱法兰： 比值 比值 管箱法兰：系数（按比值GB151-1999中图25） 系数（按比值GB151-1999中图26） 管箱法兰旋转刚度：取壳体法兰厚度： 壳体厚度：壳体法兰： 比值 比值壳体法兰：系数（按比值GB151-1999中图25） 系数（按比值GB151-1999中图26）壳体法兰旋转厚度：法兰外径与内径之比：壳体法兰应力系数： （按K查GB150-1999表9-5查取）旋转刚度无量纲参数：管板第一弯距系数：系数：系数：换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比：管板第二弯距系数：系数：系数：法兰力矩折减系数：管板边缘力矩变化系数：法兰力矩变化系数：3.2.3 管板参数的确定 管板开孔后面积： 换热管布管方式为转角正三角形排列方式且隔板槽面积， 则管板布管区： 管板布管区当量直径：3.2.4 系数计算系数 ： 系数 ： 系数 ： 系数 ： 管板布管区当量直径与壳体内径之比：管板周边布管区无量纲宽度： 3.3 管板应力校核及评定 3.3.1 第一种工况计算 该工况计算条件为仅壳程设计压力Ps作用下的危险组合工况，且不考虑温差应力，即不计热膨胀变形差，则。换热管与壳程圆筒热膨胀变形差：当量组合压力：有效压力组合：基本法兰力矩系数： 管板边缘力矩系数：管板边缘剪切系数： 管板总弯矩系数： 当m时，系数系数： m0, 管板径向应力系数： 管板布管区周边处径向应力系数： 管板布管区周边剪切应力系数： 壳体法兰力矩系数： 管板径向应力： 管板材料在设计温度下的许用应力而管板径向应力应满足许用值，即，计算表明，故满足要求。管板布管区周边处径向应力： 管板布管区周边处径向应力应满足许用值，即计算表明，故满足要求。管板布管区周边剪切应力： 管板布管区周边处径向应力应满足许用值，即计算表明，故满足要求。壳体法兰应力： 壳体法兰应力：应满足许用值，即，计算表明满足要求。壳体圆筒轴向应力： 壳体圆筒轴向应力应满足许用值，即，计算表明 ，故满足要求。换热管轴向应力： 壳体法兰应力应满足许用值，即，计算表明 故满足要求。换热管与管板连接拉脱应力： 换热管与管板连接拉脱应力q应满足许用值，即，计算表明，故满足要求。综上所述，有以上计算表明，第一种工况计算合格。3.3.2 第二种工况计算 该工况计算条件为仅壳程设计压力Ps作用下的危险组合工况，且计入温差应力，即考虑热膨胀变形差。则。 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差： 当量组合应力：有效压力组合： 基本法兰力矩系数： 管板边缘力矩系数：管板边缘剪切系数： 管板总弯矩