反应器校核结果

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011固定管板换热器设计计算计算单位太原科技大学设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.11MPa设计压力 0.11MPa设计温度 180设计温度 180壳程圆筒内径Di4462 mm管箱圆筒内径Di4462mm材料名称Q245R材料名称Q245R 简 图计 算 内 容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱筒体计算计算单位太原科技大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 4462.00mm材料 Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 s 148.00MPa设计温度许用应力 st 127.60MPa试验温度下屈服点 ss 235.00MPa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 = = 1.92mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 14.70mm名义厚度 dn = 17.00mm重量 8449.87Kg压力试验时应力校核压力试验类型 气压试验试验压力值PT = 1.10P = 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.80 ss = 188.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 20.94 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= = 0.83799MPa设计温度下计算应力 st = = 16.75MPastf 127.60MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度15.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位太原科技大学计算所依据的标准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 180.00 C内径 Di 4462.00mm曲面深度 hi 1125.00mm材料 S31608 (板材)设计温度许用应力 st 135.20MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa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气压试验试验压力值 PT = 1.10Pc= 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.80 ss = 164.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 20.67MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9888计算厚度 dh = = 1.80mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 14.70mm最小厚度 dmin = 6.69mm名义厚度 dnh = 17.00mm结论 满足最小厚度要求重量 2895.81 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.89943MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位太原科技大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 4462.00mm材料 Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 s 148.00MPa设计温度许用应力 st 127.60MPa试验温度下屈服点 ss 235.00MPa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 = = 1.92mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 14.70mm名义厚度 dn = 17.00mm重量 8449.87Kg压力试验时应力校核压力试验类型 气压试验试验压力值PT = 1.10P = 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.80 ss = 188.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 20.94 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= = 0.83799MPa设计温度下计算应力 st = = 16.75MPastf 127.60MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度15.00mm,合格后端管箱封头计算计算单位太原科技大学计算所依据的标准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 180.00 C内径 Di 4462.00mm曲面深度 hi 1125.00mm材料 S31608 (板材)设计温度许用应力 st 135.20MPa试验温度许用应力 s 137.00MPa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气压试验试验压力值 PT = 1.10Pc= 0.1375 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.80 ss = 164.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 20.67MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9888计算厚度 dh = = 1.80mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 14.70mm最小厚度 dmin = 6.69mm名义厚度 dnh = 17.00mm结论 满足最小厚度要求重量 2895.81 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.89943MPa结论 合格壳程圆筒计算计算单位太原科技大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.15MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 4462.00mm材料 Q245R ( 板材 )试验温度许用应力 s 148.00MPa设计温度许用应力 st 127.60MPa试验温度下屈服点 ss 235.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 3.02mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 14.70mm名义厚度 dn = 17.00mm重量 8449.87Kg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 = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 24.63 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= = 0.71229MPa设计温度下计算应力 st = = 22.34MPastf 108.46MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度15.00mm,合格开孔补强计算计算单位太原科技大学接 管: N1, 6309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 pc0.11MPa设计温度180壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S31608板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di4462mm壳体开孔处名义厚度n17mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t135.2MPa椭圆形封头长短轴之比 1.9831凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 S31608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 0.9mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 114.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 617.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.6147mm接管计算厚度t 0.2933 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.8491开孔补强计算直径 d 617.8mm补强区有效宽度 B 1235.6 mm接管有效外伸长度 h1 74.567mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 1001mm2壳体多余金属面积 A1 8060 mm2接管多余金属面积 A2 735mm2补强区内的焊缝面积 A3 38 mm2A1+A2+A3= 8834mm2 ，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太原科技大学接 管: N2, 6309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 pc0.1467MPa设计温度180壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S31608板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di4462mm壳体开孔处名义厚度n17mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t135.2MPa椭圆形封头长短轴之比 1.9831凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 S31608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 0.9mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 114.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 617.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.1536mm接管计算厚度t 0.3913 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.8491开孔补强计算直径 d 617.8mm补强区有效宽度 B 1235.6 mm接管有效外伸长度 h1 74.567mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 1334mm2壳体多余金属面积 A1 7728 mm2接管多余金属面积 A2 723mm2补强区内的焊缝面积 A3 38 mm2A1+A2+A3= 8489mm2 ，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太原科技大学接 管: N3, 3569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 pc0.1467MPa设计温度180壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q245R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di4462mm壳体开孔处名义厚度n17mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t127.6MPa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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 20(GB9948)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 0.9mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 134.6MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 343.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.5664mm接管计算厚度t 0.1843 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 343.8mm补强区有效宽度 B 687.6 mm接管有效外伸长度 h1 55.626mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 882mm2壳体多余金属面积 A1 4172 mm2接管多余金属面积 A2 658mm2补强区内的焊缝面积 A3 38 mm2A1+A2+A3= 4868mm2 ，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太原科技大学接 管: N4, 3569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 pc0.1467MPa设计温度180壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q245R板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di4462mm壳体开孔处名义厚度n17mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t127.6MPa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 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 20(GB9948)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 0.9mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 134.6MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 343.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.5664mm接管计算厚度t 0.1843 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 343.8mm补强区有效宽度 B 687.6 mm接管有效外伸长度 h1 55.626mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 882mm2壳体多余金属面积 A1 4172 mm2接管多余金属面积 A2 658mm2补强区内的焊缝面积 A3 38 mm2A1+A2+A3= 4868mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格腐蚀后带法兰固定式管板计算设计单位太原科技大学设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.11MPa设计温度 Ts 180平均金属温度 ts180装配温度 t015壳材料名称Q245R设计温度下许用应力st127.6MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.922e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.21e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di4462mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)17mm壳 程 圆 筒 有效厚 度15mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 1.842e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.564e+07mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )2.11e+05mm2管设计压力pt0.11MPa箱材料名称: Q245R设计温度Tt180圆设计温度下弹性模量 Eh2.01e+05MPa筒管箱圆筒名义厚度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh17mm管箱圆筒有效厚度dhe15mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.922e+05MPa材料名称: 0Cr18Ni12Mo2Ti管子平均温度 tt180换设计温度下管子材料许用应力135.2MPa设计温度下管子材料屈服应力153.8MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.842e+05MPa热平均金属温度下管子材料弹性模量 1.842e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.717e-05mm/mm管子外径 d40mm管管子壁厚dt3mm管子根数 n5580注：换热管中心距 S52mm一根管子金属横截面积348.7mm2换热管长度 L4500mm换管子有效长度(两管板内侧间距) L4340mm管子回转半径 13.12Mm管子受压失稳当量长度400mm热系数Cr =153.8比值 30.48管子稳定许用压应力 () = MPa管管子稳定许用压应力 () =69.28MPa材料名称: S31608设计温度 180管设计温度下许用应力102.2MPa设计温度下弹性模量1.842e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 4mm管板输入厚度dn80mm管板计算厚度 d75.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad0mm2板管板强度削弱系数 h0.4管板刚度削弱系数 m0.4管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接(焊接)高度l4.5mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q67.6MPa管材料名称: 16Mn法兰厚度 200mm箱法兰外径4762mm法基本法兰力矩 2.168e+08Nmm兰管程压力操作工况下法兰力 1.685e+08Nmm法兰宽度 150mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)6.212e+07Nmm管箱圆筒常数0.0070271/mm材料名称: S31608法兰厚度 79.7mm法兰外径与内径之比 1.067壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)29.63壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)5.94e+07Nmm壳程圆筒常数0.0070271/mm螺栓材料名称35CrMoA螺栓材料弹性模量 Eb1.946e+05MPa螺栓长度lb286.7mm螺栓总横截面积Ab3.722e+04mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD71.5mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG79.75mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST81.88mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG2.04e+04MPa垫片厚度G3mm垫片有效受压面积AG5.969e+04mm2膨胀节总体轴向刚度 0N/mm计算系数换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 8.839换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 管板开孔后面积 A1 = A - 0.25 npd 26.055e+06mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.307e+07mm2管板布管区当量直径 4079mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)7.317e+09Nmm管子加强系数 , K =16.53管束弹性基础系数12.64N/mm3系数 0.4634系数 0.3214系数 11.64系数 20.9换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH2.559e-06-0.00013620000-0.00013620.026770000006.809e-065.398e-06-4.414e-060005.398e-060.03361-0.0001759-0.00233600-4.414e-06-0.00017598.055e-06-0000-0.002336-00.0025770000-3.727e-0600000.0002322-0.000705202.677e-072.677e-054.414e-060.0001759-4.414e-060换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项rtMtrtVtMfpsps +热 ptpt +热002.677e-070000002.677e-05000.13470.1347004.414e-06000000.00023220.00017590.18470.1847-0.0238-0.0238-3.727e-06-0.0007052-4.414e-060.0069770.006977-0.006977-0.0069770000.0005140.000514003.909e-060.00071860-0.007158-0.0071580.0071580.0071580.00071860.13870-1.3070.50951.2693.085004.774e-06-0-0-1.915e-05-1.915e-05换热器各部件边沿内力psps +热ptpt +热pt+ pspt+ ps +热Mh732.1Hh10.44Ms821.4Hs12.2MR-400.8H11.26rtMt970.4rtVt-7.357Mf-1683预紧法兰力矩+热+热+热1.37e+04预紧工况换热器各部件边沿内力热+热+热-2968-28.81-420.6-3.8731.305e+04-3.511509439.971.37e+04预紧和操作工况换热器各部件边沿总内力热+热+热-2235-18.36400.88.3271.265e+047.747606532.611.202e+04换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值17.6153.3306.6153.3306.6153.3306.6管板剪切应力许用值1.18851.1153.351.1153.351.1153.3壳体法兰应力许用值-1.525153.3306.6153.3306.6153.3306.6中部换热管应力许用值压许用值-0.1098135.2135.2135.2135.2135.2135.269.2869.2869.2869.2869.2869.28周边换热管应力许用值压许用值0.03533135.2405.6135.2405.6135.2405.669.2869.2869.2869.2869.2869.28换热管拉脱应力许用值0.199467.6202.867.6202.867.6202.8壳体轴向应力许用值10.35108.5325.4108.5325.4108.5325.4壳体端部总应力许用值21.04153.3306.6153.3306.6153.3306.6管箱轴向应力许用值8.18127.6382.8127.6382.8127.6382.8管箱端部总应力许用值30.69191.4382.8191.4382.8191.4382.8结论管板名义厚度80mm管板应力满足要求管板与换热管形式: 焊接管板与换热管连接拉脱应力满足要求焊或胀接高度l=4.5mm换热管中部换热管应力满足要求周边换热管应力满足要求壳程圆筒壳程圆筒轴向应力满足要求壳程圆筒端部壳程圆筒端部应力满足要求管箱圆筒管箱圆筒轴向应力满足要求管箱圆筒端部管箱圆筒端部应力满足要求壳体法兰壳程法兰应力满足要求管板径向弯曲应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.010.000243764.410.0001603128.8-9.384e-05193.2-0.000526257.6-0.001134322-0.001883386.4-0.002677450.8-0.003319515.2-0.003476579.6-0.002652644-0.0002017708.40.004602772.80.01239837.20.02341901.60.03699966.10.0509510300.0607710950.0589211590.034451224-0.026481252-0.068471280-0.12141308-0.18631336-0.26361365-0.35341393-0.4551421-0.56691449-0.68631478-0.80911506-0.92951534-1.041562-1.131590-1.187管板径向弯曲应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热1619-1.1971647-1.1411675-0.9991703-0.74851731-0.364317600.179617880.909518161.85118443.02518724.44819016.12919298.062195710.23198512.58201315.06202616.22203917.3720396.94620878.607213510.21218311.75223113.24管板径向膜应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热20390.235520390.094220870.0964521350.0985421830.1005换热管束轴向应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.01-0.109864.41-0.1097128.8-0.1097193.2-0.1097257.6-0.1098322-0.1098386.4-0.11450.8-0.1102515.2-0.1106579.6-0.1112644-0.1118708.4-0.1124772.8-0.1128837.2-0.1126901.6-0.1113966.1-0.10841030-0.10321095-0.09541159-0.085131224-0.07361252-0.068811280-0.064661308-0.061611336-0.060231365-0.061181393-0.065241421-0.073291449-0.086271478-0.10521506-0.13121534-0.16511562-0.2081590-0.2606换热管束轴向应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热1619-0.32331647-0.39621675-0.47861703-0.56931731-0.66611760-0.76551788-0.86261816-0.95121844-1.0231872-1.0681901-1.0731929-1.0241957-0.90361985-0.69412013-0.37472026-0.184720390.03533换热管内压计算计算单位太原科技大学计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 34.00mm材料 0Cr18Ni12Mo2Ti ( 管材 )试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 135.20MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.01mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 3.00mm名义厚度 dn = 3.00mm重量 12.32Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 21.92432MPa设计温度下计算应力 st = = 0.68MPastf 135.20MPa校核条件stf st结论 换热管内压计算合格换热管外压计算计算单位太原科技大学计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.11MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 34.00mm材料名称 0Cr18Ni12Mo2Ti (管材)试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 135.20MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = 0.24mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 3.00mm名义厚度 dn = 3.00mm外压计算长度 L L= 4500.00mm外径 Do Do= Di+2dn = 40.00mmL/Do 4.56Do/de 13.33A 值 A= 0.0069216B 值 B= 115.91重量 12.32 kg压力计算许用外压力 P= = 12.31578MPa结论 换热管外压计算合格腐蚀前带法兰固定式管板计算设计单位太原科技大学设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.11MPa设计温度 Ts 180平均金属温度 ts180装配温度 t015壳材料名称Q245R设计温度下许用应力st127.6MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.922e+05MPa平均金属温度下