E0405校核换热器E0405校核

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011U形管换热器设备计算 计算单位哈尔滨理工大学Striker壳程设计压力 0.11 MPa管程设计压力 0.14 MPa壳程设计温度 50.00 管程设计温度 141.67 筒体公称直径300.00mm筒换热器筒体最小壁厚4.00mm筒体名义厚度10.00mm体校核 合格筒体法兰厚度40.00校核 合格前端管箱筒体名义厚度10.00mm前校核 合格 端前端管箱封头名义厚度10.00mm管校核 合格箱前端管箱法兰厚度40.00mm校核 合格后端后端管箱封头名义厚度10.00mm管箱校核 合格管管板厚度50.00mm板校核 合格U形管式换热器筒体计算结果计算单位哈尔滨理工大学Striker计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 300.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.09mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 149.99Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.1787 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 3.57 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 9.45921MPa设计温度下计算应力 st = = 2.22MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱筒体计算结果计算单位哈尔滨理工大学Striker计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.14MPa设计温度 t 141.67 C内径 Di 300.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.11mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 32.64Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 2.75 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 9.45921MPa设计温度下计算应力 st = = 2.86MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱封头计算结果计算单位 哈尔滨理工大学Striker计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.14MPa设计温度 t 141.67 C内径 Di 300.00mm曲面深度 hi 100.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 1.93MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.7083计算厚度 dh = = 0.08mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 11.22 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 13.45320MPa结论 合格后端封头计算结果计算单位 哈尔滨理工大学Striker计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 300.00mm曲面深度 hi 100.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 0.1787 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 2.51MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.7083计算厚度 dh = = 0.06mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 11.22 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 13.45320MPa结论 合格筒体法兰计算结果计算单位哈尔滨理工大学Striker设 计 条 件简 图设计压力 p0.143MPa计算压力 pc0.143MPa设计温度 t50.0 C法兰输入厚度f40.0mm法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力189.0MPa材料名称30CrMoA螺许用167.0MPa应力145.8MPa栓公称直径 dB24.0mm螺栓根径 dd20.8mm数量 n16个26.83m1.00垫2b5y(MPa)1.4D 460.0 结构尺寸Di390.0片mm Db415.0 = 383.0db27.0126.0螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDb y =48977.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = F+Fp + F R = 57377.0 N实际使用螺栓总截面积 AbAb = 5411.6mm2弯 矩 计 算FD = 0.785Di2pc = 10103.0N 整体: 活套: LD = 44.5mm = 6796.4N = 36.8mm = 860.3N = 16.0mm = 39617.4N = 18.0mm计算用弯矩 M0 = FRLR = 713112.8N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距81.5mm最小间距56.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距152.0mm计 算 结 果按弯曲应力确定的法兰厚度 5.1mm校核合格前端管箱法兰计算结果计算单位哈尔滨理工大学Striker设 计 条 件简 图设计压力 p0.143MPa计算压力 pc0.143MPa设计温度 t141.7 C法兰输入厚度f40.0mm法材料名称Q345R许用181.0MPa兰应力189.0MPa材料名称30CrMoA螺许用167.0MPa应力160.6MPa栓公称直径 dB24.0mm螺栓根径 dd20.8mm数量 n16个26.83m1.00垫2b5y(MPa)1.4D 460.0 结构尺寸Di390.0片mm Db415.0 = 383.0db27.0126.0螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDb y =48977.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = F+Fp + F R = 57377.0 N实际使用螺栓总截面积 AbAb = 5411.6mm2弯 矩 计 算FD = 0.785Di2pc = 10103.0N 整体: 活套: LD = 44.5mm = 6796.4N = 36.8mm = 860.3N = 16.0mm = 39617.4N = 18.0mm计算用弯矩 M0 = FRLR = 713112.8N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距81.5mm最小间距56.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm最大间距152.0mm计 算 结 果按弯曲应力确定的法兰厚度 5.1mm校核合格 U形管换热器管板计算计算单位哈尔滨理工大学Striker设 计 条 件壳程设计压力 0.11MPa管程设计压力0.14MPa壳程设计温度50.00C管程设计温度141.67C壳程筒体壁厚 10.00mm管程筒体壁厚10.00mm壳程筒体腐蚀裕量 C 2.00mm管程筒体腐蚀裕量 C2.00mm换热器公称直径300.00mm换热管使用场合严格场合管板与法兰或圆筒连接方式 ( a b c d 型 )a型换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接 )焊接材料(名称及类型)Q345R板材名义厚度50.00mm管强度削弱系数 0.40刚度削弱系数 0.40材料泊松比 0.30隔板槽面积 9570.00mm2换热管与管板胀接长度或焊脚高度 l100.00mm设计温度下管板材料弹性模量194499.80MPa设计温度下管板材料许用应力174.33MPa许用拉脱力 90.08MPa壳程侧结构槽深 h14.00mm板管程侧隔板槽深 h24.00mm壳程腐蚀裕量2.00mm管程腐蚀裕量2.00mm材料名称16Mn换管子外径 d19.00mm热管子壁厚 2.00mm管U型管根数 n88根换热管中心距 S23.81mm设计温度下换热管材料许用应力 180.17MPa垫片材料软垫片压紧面形式 1a或1b垫垫片外径 Do460.00mm片垫片内径 Di390.00mma型垫片厚度 dgmm垫片接触面宽度 Wmm垫片压紧力作用中心园直径 DG438.83mm ( c 型 )管板材料弹性模量194499.80 MPa ( d 型 )管板材料弹性模量194499.80MPa( b d 型 ) 管箱圆筒材料弹性模量194499.80MPa ( b c 型 )壳程圆筒材料弹性模量199500.00MPa ( c d 型 )管板延长部分形成的凸缘宽度0.00mm ( c 型 ）壳体法兰或凸缘厚度 0.00mm ( d 型 )管箱法兰或凸缘厚度0.00mm参数计算管板布管区面积三角形排列95977.08mm2 正方形排列一根换热管管壁金属横截面积 = 106.81mm2 管板开孔前抗弯刚度 b c d 型0.00Nmm管板布管区当量直径349.57mm 半径 Ra 型219.42mm 其他系数 0.80系数 按和 查图得 : = 0.000000系数 按和 查图得 : = 0.000000壳程圆筒与法兰或凸缘的旋转刚度参数 a d 型= 0MPab c型0.00管箱圆筒与法兰或凸缘的旋转刚度参数 a ,c 型= 0MPab ,d 型0.00管板边缘旋转刚参数 a 型= 0MPa其他0.00旋转刚度无量刚系数 0.00 系数 0.2695按和 ,查图分别得: 0.0716 0.0000管板厚度或管板应力计算a管板计算厚度 取、大值8.459mm型管板名义厚度 17.000mm结 论 合格管板中心处径向应力 = 0MPa = 0MPabcd布管区周边处径向应力 = 0MPa型 = 0MPa边缘处径向应力 = 0MPa = 0MPa 管板应力校核 单位：MPa |sr|r=0 = b 工况|sr|r=Rt = c|sr|r=R = d |sr|r=0 = 型 工况|sr|r=Rt = |sr|r=R = 换热管轴向应力计算及校核 : MPa (单位)计算工况计算公式计算结果校核只有壳程设计压力,管程设计压力=0 :|-0.29| 合格只有管程设计压力,壳程设计压力=0 : =|0.24| 合格壳程设计压力,管程设计压力同时作用:|-0.06| 合格 换热管与管板连接拉脱力校核 拉脱力 q0.01 q MPa 校核 合格 重量 8.16 Kg 注：带号的材料数据是设计者给定的。开孔补强计算计算单位哈尔滨理工大学Striker接 管: T1, 1146计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.143MPa设计温度141.67壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di300mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 157mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 5mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.6mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 180.17MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 107.2mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.1135mm接管计算厚度t 0.0405 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9533开孔补强计算直径 d 107.2mm补强区有效宽度 B 214.4 mm接管有效外伸长度 h1 25.361mm接管有效内伸长度 h2 3 mm开孔削弱所需的补强面积A 12mm2壳体多余金属面积 A1 811 mm2接管多余金属面积 A2 170mm2补强区内的焊缝面积 A3 50 mm2A1+A2+A3= 1031mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位哈尔滨理工大学Striker接 管: T2, 1508计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.143MPa设计温度141.67壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di300mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 157mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 5mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.8mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 180.17MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 139.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.1135mm接管计算厚度t 0.0532 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9533开孔补强计算直径 d 139.6mm补强区有效宽度 B 279.2 mm接管有效外伸长度 h1 33.419mm接管有效内伸长度 h2 3 mm开孔削弱所需的补强面积A 16mm2壳体多余金属面积 A1 1055 mm2接管多余金属面积 A2 346mm2补强区内的焊缝面积 A3 50 mm2A1+A2+A3= 1452mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位哈尔滨理工大学Striker接 管: S1, 604计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.111MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di300mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t189MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 148mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 3mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 181MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 56.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.0881mm接管计算厚度t 0.0159 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9577开孔补强计算直径 d 56.8mm补强区有效宽度 B 113.6 mm接管有效外伸长度 h1 15.073mm接管有效内伸长度 h2 1 mm开孔削弱所需的补强面积A 5mm2壳体多余金属面积 A1 431 mm2接管多余金属面积 A2 46mm2补强区内的焊缝面积 A3 50 mm2A1+A2+