2-换热器校核E0205强度校核

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中国矿业大学（北京）Next团队设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.12MPa设计压力 0.11MPa设计温度 90设计温度 60壳程圆筒内径Di450 mm管箱圆筒内径Di400mm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设计计算后端管箱封头(平盖)设计计算管板校核计算前端管箱筒体计算计算单位中国矿业大学（北京）Next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 60.00 C内径 Di 400.00mm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 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.14mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 36.54Kg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 = 0.1400 (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 = = 5.86 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= = 4.51420MPa设计温度下计算应力 st = = 3.91MPastf 160.65MPa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7.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位 中国矿业大学（北京）Next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 0.11MPa设计温度 t 60.00 C内径 Di 400.00mm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 0.85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= 0.1400 (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 = = 5.82MPa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 = = 0.14mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 5.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 13.07 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 4.54613MPa结论 合格壳程圆筒计算计算单位中国矿业大学（北京）Next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 0.12MPa设计温度 t 90.00 C内径 Di 450.00mm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 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.17mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 820.32Kg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 = 0.1500 (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 = = 4.18 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= = 6.77966MPa设计温度下计算应力 st = = 2.84MPastf 160.65MPa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7.00mm,合格不带法兰固定式管板计算(b) 设 计 单 位 中国矿业大学（北京）Next团队 设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.12MPa设计温度 t90平均金属温度 57.5装配温度 15材料名称Q345R设计温度下许用应力189MPa平均金属温度下弹性模量1.991e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.118e-05mm/mm壳程圆筒内径 450mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 12mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 9.7mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.59e+05mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( DI+dn ) 1.401e+04mm2管箱圆筒设计压力0.11MPa设计温度 60材料名称Q345R设计温度下弹性模量2.01e+05MPa管箱圆筒名义厚度8mm管箱圆筒有效厚度5.7mm换热管材料名称20(GB9948)管子平均温度 t32设计温度下管子材料许用应力 147.6MPa设计温度下管子材料屈服应力 223.1MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.975e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 2.004e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.099e-05mm/mm管子外径 d19mm管子壁厚2mm管子根数 n240换热管中心 S25mm一根管子金属横截面积106.8mm2换热管长度 L1 6000mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L 5908mm换热管管束模数 =1932MPa管子回转半径 6.052mm管子受压失稳当量长度 300mm系数 Cr =132.2比值 49.57管子稳定许用压应力 () = MPa管子稳定许用压应力 () =90.64MPa管板材料名称Q345R设计温度 90设计温度下许用应力 181MPa设计温度下弹性模量 1.975e+05MPa管板腐蚀裕量 4mm管板输入厚度 46mm管板计算厚度 39.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad0mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管子加强系数 , K =2.805管板和管子连接型式胀接，开槽管板和管子胀接(焊接)高度 l43mm胀接许用拉脱应力q4MPa焊接许用拉脱应力qMPa管箱法兰材料名称 管箱法兰厚度 0mm比值 0.01267比值 0系数 (查图25) 0.007666系数 (查图26) 0.0002886旋转刚度 4.834MPa注：壳体法兰材料名称Q345R壳体法兰厚度0mm管板延长部分凸缘外直径 Df 0mm管板延长部分凸缘宽度 0mm比值 0.02156比值 0系数(按ds /Di ,df”/Di ) 查图25)0.01305系数 (查图26)w0.00109旋转刚度 18.09MPa系数计算旋转刚度( c型结构 0) 22.92MPa旋转刚度无量纲参数 0.009317膨胀节总体轴向刚度 N/mm管板第一弯矩系数m1,(按K,查图27) 0.1461系数 5.612系数(按查图29) 1.869换热管束与不带膨胀节壳体刚度之 1.842换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 管板第二弯矩系数m2,按K,Q(或Qex)查图28(a)或(b)2.958管板参数管板开孔后面积A- 0.25 n9.1e+04mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.299e+05mm2管板布管区当量直径 406.7mm系数计算系数 0.5721系数 0.2817系数 3.38系数 (带膨胀节时代替Q) 4.78管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.9038管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 0.2699仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况 (Pt = 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) 0.0-0.0002884当量压力组合 0.120.12MPa有效压力组合 0.4056-15.88MPa边界效应压力组合 0.0015660.001566MPa边界效应压力组合系数 0.006746-0.0001724 管板边缘力矩系数 0.006746-0.0001724管板边缘剪力系数 0.03786-0.0009673管板总弯矩系数 0.24870.1434系数仅用于 时 0.10680.06158系数 当时,按 K 和 m 查图31(a)实线 当时,按 K 和 m 查图31(b)0.49280.5349系数 0, =, 0, =; 0, =0.51510.5333管板径向应力系数带膨胀节Q为Q =0.035310.03595管板布管区周边处径向应力系数 =0.014290.01069管板布管区周边处剪切应力系数 =0.068550.06742计算值许用值 计算值许用值管板径向应力 3.4121.5 =271.51113 =543 MPa管板布管区周边处径向应力0.22281.5 =271.517.023 =543 MPa管板布管区周边剪切应力 -0.52820.5 =90.5-16.61.5 =271.5MPa换热管轴向应力 0.4234=147.6=90.6429.533 =442.9=90.64MPa壳程圆筒轴向应力 0.3123=160.7-28.19=482MPa换热管与管板连接拉脱应力 q =0.01762q=41.2293q焊接q胀接4MPa计算结果管板名义厚度46mm管板校核通过换热管内压计算计算单位中国矿业大学（北京）Next团队计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.11MPa设计温度 t 90.00 C内径 Di 15.00mm材料 20(GB9948) ( 管材 )试验温度许用应力 s 152.00MPa设计温度许用应力 st 147.62MPa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= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm重量 5.03Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 34.73529MPa设计温度下计算应力 st = = 0.47MPastf 147.62MPa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中国矿业大学（北京）Next团队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.12MPa设计温度 t 90.00 C内径 Di 15.00mm材料名称 20(GB9948) (管材)试验温度许用应力 s 152.00MPa设计温度许用应力 st 147.62MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数