E02101-流股间换热E0210

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广东工业大学 XZCT团队设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.11MPa设计压力 0.55MPa设计温度 79.6设计温度 45壳程圆筒内径Di273 mm管箱圆筒内径Di273mm材料名称Q345R材料名称Q345R 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管板校核计算前端管箱筒体计算计算单位广东工业大学 XZCT团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 45.00 C内径 Di 273.00mm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 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.40mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 7.00mm重量 7.25Kg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 = 0.6875 (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 = = 16.81 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= = 7.73089MPa设计温度下计算应力 st = = 13.45MPastf 189.00MPa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6.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位广东工业大学 XZCT团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 45.00 C内径 Di 273.00mm曲面深度 hi 68.25mm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 1.00mm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= 0.6875 (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 = = 16.64MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 0.40mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 7.00mm结论 满足最小厚度要求重量 5.78 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 7.81077MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位广东工业大学 XZCT团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 45.00 C内径 Di 273.00mm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 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.40mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 7.00mm重量 7.25Kg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 = 0.6875 (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 = = 16.81 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= = 7.73089MPa设计温度下计算应力 st = = 13.45MPastf 189.00MPa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6.00mm,合格后端管箱封头计算计算单位广东工业大学 XZCT团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 45.00 C内径 Di 273.00mm曲面深度 hi 68.25mm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 1.00mm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= 0.6875 (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 = = 16.64MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 0.40mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 7.00mm结论 满足最小厚度要求重量 5.78 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 7.81077MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位广东工业大学 XZCT团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 79.60 C内径 Di 273.00mm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 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.08mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 7.00mm重量 96.67Kg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 = = 3.36 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= = 7.73089MPa设计温度下计算应力 st = = 2.69MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格延长部分兼作法兰固定式管板 设计单位广东工业大学 XZCT团队 设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.11MPa设计温度 Ts 79.6平均金属温度 ts50装配温度 to15壳材料名称Q345R设计温度下许用应力st189Mpa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.995e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数as1.112e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di 273mm壳 程 圆 筒 名义厚 度 ds7mm壳 程 圆 筒 有效厚 度 dse5.7mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef1.98e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di25.853e+04mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )4991mm2管设计压力pt0.55MPa箱设计温度Tt45圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量 Eh2.01e+05MPa管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh7mm管箱圆筒有效厚度dhe5.7mm管箱法兰设计温度下弹性模量 Et”2.002e+05MPa材料名称20(GB9948)换管子平均温度 tt25设计温度下管子材料许用应力 stt148.3MPa设计温度下管子材料屈服应力sst226.4MPa热设计温度下管子材料弹性模量 Ett1.98e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 Et2.008e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数at1.094e-05mm/mm管管子外径 d19mm管子壁厚dt2mm注：管子根数 n69换热管中心距 S25mm换一根管子金属横截面积106.8mm2换热管长度 L2000mm管子有效长度(两管板内侧间距) L11930mm管束模数 Kt = Et na/LDi2808MPa管子回转半径 6.052mm热管子受压失稳当量长度 lcr1500mm系数Cr =131.4比值 lcr /i247.9管子稳定许用压应力 () 15.91MPa管管子稳定许用压应力 () MPa材料名称Q345R设计温度 tp79.6管设计温度下许用应力185MPa设计温度下弹性模量 Ep1.98e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 2mm管板输入厚度dn35mm管板计算厚度 d24.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad3000mm2板管板强度削弱系数 h0.4管板刚度削弱系数 m0.4管子加强系数 K = 3.02管板和管子连接型式胀接，开槽管板和管子胀接(焊接)高度l32mm胀接许用拉脱应力 q4MPa焊接许用拉脱应力 qMPa管材料名称Q345R管箱法兰厚度 50mm法兰外径 373mm箱基本法兰力矩 3.616e+06Nmm管程压力操作工况下法兰力 1.605e+06Nmm法兰宽度 50mm法比值0.02088比值0.1832系数(按dh/Di ,df”/Di , 查图25)0.00兰系数w”(按dh/Di ,df”/Di ,查图 26) 0.005998旋转刚度 354.4MPa材料名称Q345R壳壳体法兰厚度31mm法兰外径 373mm体法兰宽度 50mm比值 0.02088法比值0.1136系数, 按dh/Di ,df”/Di , 查图25 0.00兰系数, 按dh/Di ,df”/Di , 查图26 0.003472旋转刚度 117.6MPa法兰外径与内径之比 1.366壳体法兰应力系数Y (按 K 查表7-9) 6.381旋转刚度无量纲参数 0.03288膨胀节总体轴向刚度 2000N/mm管板第一弯矩系数(按,查图 27) 0.3656系系数 3.715系数(按查图 29) 1.709换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 1.486数换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 384.8管板第二弯矩系数(按K,Q或查图28(a)或(b)263.6系数（带膨胀节时代替Q） 0.000158计系数 (按K,Q或Qex 查图30) 0.02412法兰力矩折减系数 0.5768管板边缘力矩变化系数 1.101算法兰力矩变化系数 0.3651管管板开孔后面积 Al = A - 0.25 npd 23.897e+04mm2板参管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管 ) 4.035e+04mm2数管板布管区当量直径 226.7mm系数 0.6658系系数 0.1891数系数 2.64计系数(带膨胀节时代替Q) 579.3算管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.8302管板周边不布管区无量纲宽度 k = K(1-rt) 0.5127壳体法兰应力 50.721.5 277.550.883 555 MPa换热管轴向应力 7.222148.315.917.4343 444.815.91MPa壳程圆筒轴向应力 0.03138189-0.1834567MPa换热管与管板连接拉脱应力 q =0.4039q40.41573q焊接 q胀接4MPa仅有管程压力Pt作用下的危险组合工况 (Ps = 0)不计温差应力 计温差应力 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 =(t-t)-(t-t)0.0-0.0002798 当量压力组合 -0.654-0.654MPa 有效压力组合 -318.6-329.3MPa操作情况下法兰力矩系数-0.0004735-0.0004583管板边缘力矩系数 -0.0004735-0.0004583管板边缘剪力系数 -0.001759-0.001702管板总弯矩系数 -0.09821-0.08322系数仅用于 时0.039370.03336系数 当 时,按K和m 查图31（a）实线当 时,按K和m 查31（b)0.60990.5966系数 0, =; 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG285.5片b0 6.4mm b=2.53 b6.25压紧面形状1a,1b材料类型 软垫片N 12.5m2.50y(MPa)20.0螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 112115.5N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 50625.8 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 1232.0mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 2405.3mm2垫片最小宽度 NminNmin = 6.1mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 35562.8NLD= 0.