校核结果余热锅炉E0104

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：EQUIPMENT图 号：DWG NO。设计单位：中航一集团航空动力控制系统研究所DESIGNER设 计Designed by日期Date校 核Checked by日期Date审 核Verified by日期Date批 准Approved by日期Date固定管板换热器设计计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 4.4MPa设计压力 0.3MPa设计温度 300设计温度 1400壳程圆筒外径Do1930 mm管箱圆筒外径Do2000mm材料名称Q345R材料名称20G 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)校核计算膨胀节校核计算管箱法兰校核计算开孔补强设计计算筒体法兰校核计算前端管箱筒体计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.30MPa设计温度 t 1400.00 C外径 Do 2000.00mm材料 20G# ( 板材 )试验温度许用应力 s 350.00MPa设计温度许用应力 st 270.00MPa试验温度下屈服点 ss 250.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm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 = = 1.11mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 Kg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 = (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = MPa校核条件 sT sT校核结果 非标准材料，请建立用户材料数据库进行压力试验计算！压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 1.62487MPa设计温度下计算应力 st = = 49.85MPastf 270.00MPa校核条件stf st结论 合格注: 带#号的材料数据是设计者给定的。前端管箱封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.30MPa设计温度 t 1400.00 C外径 Do 2000.00mm曲面深度 ho 460.00mm材料 20G# (板材)设计温度许用应力 st 270.00MPa试验温度许用应力 s 350.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm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= (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = MPa试验压力下封头的应力sT = = MPa校核条件sT sT校核结果非标准材料，请建立用户材料数据库进行压力试验计算！厚度及重量计算形状系数 K = = 1.1361计算厚度 dh = = 1.26mm有效厚度 deh =dn - C1- C2= 6.00mm最小厚度 dmin = 5.98mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.43262MPa结论 合格注: 带#号的材料数据是设计者给定的。后端管箱筒体计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.30MPa设计温度 t 1400.00 C外径 Do 2000.00mm材料 20G# ( 板材 )试验温度许用应力 s 270.00MPa设计温度许用应力 st 350.00MPa试验温度下屈服点 ss 250.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm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 = = 0.86mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 Kg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 = (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = MPa校核条件 sT sT校核结果 非标准材料，请建立用户材料数据库进行压力试验计算！压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.10632MPa设计温度下计算应力 st = = 49.85MPastf 350.00MPa校核条件stf st结论 合格注: 带#号的材料数据是设计者给定的。后端管箱封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.30MPa设计温度 t 1400.00 C外径 Do 2000.00mm曲面深度 ho 560.00mm材料 20G# (板材)设计温度许用应力 st 350.00MPa试验温度许用应力 s 270.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm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= (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = MPa试验压力下封头的应力sT = = MPa校核条件sT sT校核结果非标准材料，请建立用户材料数据库进行压力试验计算！厚度及重量计算形状系数 K = = 0.8716计算厚度 dh = = 0.75mm有效厚度 deh =dn - C1- C2= 6.00mm最小厚度 dmin = 2.99mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.41973MPa结论 合格注: 带#号的材料数据是设计者给定的。壳程圆筒计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 4.40MPa设计温度 t 300.00 C外径 Do 1930.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 143.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa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 = = 29.24mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 32.70mm名义厚度 dn = 35.00mm重量 7360.32Kg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 = 7.1154 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 206.42 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= = 4.92922MPa设计温度下计算应力 st = = 127.65MPastf 143.00MPa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13.00mm,合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N1, 9008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 pc0.3MPa设计温度1400壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型20G板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2000mm壳体开孔处名义厚度n8mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t270#MPa椭圆形封头长短轴之比 2.1565凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 8.297 接管实际外伸长度 500mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 50mm接管材料 20G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 300mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 370#MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 888.11mm开孔长径与短径之比 1.0001 壳体计算厚度 1.0753mm接管计算厚度t 0.3585 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 888.11mm补强区有效宽度 B 1776.2 mm接管有效外伸长度 h1 84.291mm接管有效内伸长度 h2 48 mm开孔削弱所需的补强面积A 955mm2壳体多余金属面积 A1 4374 mm2接管多余金属面积 A2 1335mm2补强区内的焊缝面积 A3 80 mm2A1+A2+A3= 5789mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格注：带#号的材料数据是设计者给定的。开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N2, 5008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 pc0.3MPa设计温度1400壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型20G板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2000mm壳体开孔处名义厚度n8mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t350#MPa椭圆形封头长短轴之比 1.7714凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 10.067 接管实际外伸长度 500mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 50mm接管材料 20G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 300mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 370#MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 488mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.6841mm接管计算厚度t 0.1963 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 488mm补强区有效宽度 B 976.01 mm接管有效外伸长度 h1 62.482mm接管有效内伸长度 h2 48 mm开孔削弱所需的补强面积A 334mm2壳体多余金属面积 A1 2594 mm2接管多余金属面积 A2 1109mm2补强区内的焊缝面积 A3 80 mm2A1+A2+A3= 3783mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格注：带#号的材料数据是设计者给定的。 膨胀节计算和校核计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件膨胀节结构示意图设计压力 Pc4.4MPa设计温度 t300 C膨胀节结构与壳体对接膨胀节管子外直径do60mm膨胀节管子名义厚度d 20mm膨胀节管子腐蚀裕量C2 2mm膨胀节短节名义厚度d2 20mm膨胀节短节腐蚀裕量C22 2mm壳体外直径 Do 2000mm壳体名义厚度 d1 35mm壳体腐蚀裕量 C21 2mm膨胀节开槽间距 L2 80mm壳体端部间距 L3 4000mm1膨胀节与壳体搭接膨胀节开槽处高度 h 50mm膨胀节的半波数 Nd 3膨胀节材料 Q245R膨胀节材料在设计温度下许用应力 st300MPa膨胀节材料在设计温度下弹性模量 Et850000MPa膨胀节所受到的轴向力1000N膨胀节设计疲劳次数N3壳体材料Q345R壳体材料在设计温度下许用应力 st 143MPa膨胀节刚度 Kex 1N/mm膨胀节的轴向位移mm2膨胀节与壳体对接计算结果 壳体有效厚度 d10 32.7mm膨胀节短节有效厚度d20 17.7mm膨胀节管子平均直径 dm 40mm膨胀节管子有效厚度d0 17.7mm壳体有效长度 L1 = 120 mm膨胀节管子径向薄膜应力 4.97175 MPas1 st , 合格壳体、膨胀节短节和膨胀节管子组合截面上的环向薄膜应力：膨胀节与壳体搭接 = MPa膨胀节与壳体对接 = -9.38315 MPas2 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 2552.5N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 3105.0 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 11.5mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 2405.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 265715.7NLD= L A+ 0.51 = -37.5mmMD= FD LD = -9964337.0N.mm作FG = Fp = 1349.3NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 171.2mmMG= FG LG = 231074.0N.mmMpFT = F-FD = -263961.5NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 79.4mmMT= FT LT = -20951946.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 30685210.0N.mm预紧 MaW = 422938.6NLG = 171.2mmMa=W LG = 72428240.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 55873212.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 73.6mm最小间距 38.0 (查GB150-2011表9-3)mm最大间距 332.0mm 形 状 常 数 确 定63.25h/ho = 0.6 K = Do/DI = 1.500 5.0由K查表9-5得T=1.711Z =2.600Y =4.961U=5.452整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.77207VI=0.088690.01221松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 7.69488整体法兰 = 388779.2松式法兰 = 0.08.7=f e+1 =2.83g = y/T = 1.653.44 = 10.34剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 6.47MPa校核合格操作状态 0.05MPa校核合格输入法兰厚度f = 150.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 36.97MPa =405.0 或 =675.0( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 2.07MPa = 270.0校核合格切向应力 25.42MPa = 270.0校核合格综合应力 = 31.20MPa = 270.0校核合格刚度系数 0.015 校核合格法兰校核结果校核合格筒体法兰计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.300MPa计算压力 pc2.116MPa设计温度 t300.0 C轴向外载荷 F1500.0N外力矩 M50.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力 143.0MPa法材料名称20G许用sf270.0MPa兰应力stf350.0MPa材料名称20G螺许用sb350.0MPa应力stb270.0MPa栓公称直径 d B16.0mm螺栓根径 d 113.8mm数量 n16个Di400.0Do600.0垫 结构尺寸Db375.0D外35.0D内30.0010.0 mmLe112.5LA-62.5h35.0150.0材料类型软垫片N2.5m2.50y(MPa)20.0压紧面形状1a,1bb1.25DG32.5片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 2552.5N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 3105.0 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 11.5mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 2405.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 265715.7NLD= L A+ 0.51 = -37.5mmMD= FD LD = -9964337.0N.mm作FG = Fp = 1349.3NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 171.2mmMG= FG LG = 231074.0N.mmMpFT = F-FD = -263961.5NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 79