E02102-换热器校核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压力容器专用计算软件设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.65MPa设计压力 0.65MPa设计温度 400设计温度 400壳程圆筒内径Di500 mm管箱圆筒内径Di500mm材料名称S30408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压力容器专用计算软件计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.65MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 500.00mm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 125.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.53mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.70mm名义厚度 dn = 11.00mm重量 623.78Kg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 = 0.7000 (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 = = 19.65 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= = 4.45222MPa设计温度下计算应力 st = = 15.51MPastf 106.25MPa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5.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位 压力容器专用计算软件计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.65MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 250.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 125.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm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= 0.7000 (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 = = 8.35MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.5000计算厚度 dh = = 0.65mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 11.00mm结论 满足最小厚度要求重量 38.89 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 10.47582MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位压力容器专用计算软件计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.65MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 1000.00mm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 125.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 3.07mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.70mm名义厚度 dn = 11.00mm重量 1645.51Kg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 = 0.7000 (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 = = 38.89 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= = 2.24968MPa设计温度下计算应力 st = = 30.70MPastf 106.25MPa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,合格后端管箱封头计算计算单位 压力容器专用计算软件计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.65MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 1000.00mm曲面深度 hi 250.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 125.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 0.00mm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= 0.7000 (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 = = 32.89MPa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 = = 2.60mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 11.00mm结论 满足最小厚度要求重量 99.79 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.66076MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位压力容器专用计算软件计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.65MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 500.00mm材料 S30408 ( 板材 )试验温度许用应力 s 137.00MPa设计温度许用应力 st 107.00MPa试验温度下屈服点 ss 205.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.50mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.79mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.20mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 451.00Kg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 = 0.7000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 184.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 33.62 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= = 2.22793MPa设计温度下计算应力 st = = 26.53MPastf 90.95MPa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 压力容器专用计算软件 设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.65MPa设计温度 Ts 400平均金属温度 ts200装配温度 to15壳材料名称S30408设计温度下许用应力st107Mpa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.83e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数as1.725e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di 500mm壳 程 圆 筒 名义厚 度 ds8mm壳 程 圆 筒 有效厚 度 dse6.2mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef1.7e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.963e+05mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )9860mm2管设计压力pt0.65MPa箱设计温度Tt400圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量 Eh1.7e+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)dh13mm管箱圆筒有效厚度dhe13mm管箱法兰设计温度下弹性模量 Et”1.7e+05MPa材料名称20(GB9948)换管子平均温度 tt200设计温度下管子材料许用应力 stt88MPa设计温度下管子材料屈服应力sst132MPa热设计温度下管子材料弹性模量 Ett1.7e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 Et1.91e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数at1.225e-05mm/mm管管子外径 d25mm管子壁厚dt2mm注：管子根数 n169换热管中心距 S32mm换一根管子金属横截面积144.5mm2换热管长度 L4500mm管子有效长度(两管板内侧间距) L14376mm管束模数 Kt = Et na/LDi2132MPa管子回转半径 8.162mm热管子受压失稳当量长度 lcr2400mm系数Cr =159.4比值 lcr /i294管子稳定许用压应力 () 9.704MPa管管子稳定许用压应力 () MPa材料名称16Mn设计温度 tp400管设计温度下许用应力110MPa设计温度下弹性模量 Ep1.7e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 4.5mm管板输入厚度dn62mm管板计算厚度 d55mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad4500mm2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 = 2.529管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接(焊接)高度l3.5mm胀接许用拉脱应力 qMPa焊接许用拉脱应力 q44MPa管材料名称16Mn管箱法兰厚度 50mm法兰外径 730mm箱基本法兰力矩 8.848e+06Nmm管程压力操作工况下法兰力 8.628e+06Nmm法兰宽度 115mm法比值0.026比值0.1系数(按dh/Di ,df”/Di , 查图25)0.00兰系数w”(按dh/Di ,df”/Di ,查图 26) 0.004813旋转刚度 110.6MPa材料名称16Mn壳壳体法兰厚度56mm法兰外径 730mm体法兰宽度 115mm比值 0.0124法比值0.112系数, 按dh/Di ,df”/Di , 查图25 0.00兰系数, 按dh/Di ,df”/Di , 查图26 0.001231旋转刚度 78.32MPa法兰外径与内径之比 1.46壳体法兰应力系数Y (按 K 查表7-9) 5.301旋转刚度无量纲参数 0.02885膨胀节总体轴向刚度 1N/mm管板第一弯矩系数(按,查图 27) 0.2345系系数 3.236系数(按查图 29) 1.547换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 2.585数换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 1.066e+06管板第二弯矩系数(按K,Q或查图28(a)或(b)9.773e+05系数（带膨胀节时代替Q） 4.379e-08计系数 (按K,Q或Qex 查图30) 0.04161法兰力矩折减系数 0.4095管板边缘力矩变化系数 0.8946算法兰力矩变化系数 0.6337管管板开孔后面积 Al = A - 0.25 npd 21.134e+05mm2板参管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管 ) 1.544e+05mm2数管板布管区当量直径 443.3mm系数 0.5775系系数 0.2154数系数 4.125计系数(带膨胀节时代替Q) 1.846e+06算管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.8867管板周边不布管区无量纲宽度 k = K(1-rt) 0.2866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)0.0-0.000925 当量压力组合 0.650.65MPa 有效压力组合 2.681-35.37MPa基本法兰力矩系数 0.0582-0.004412 管板边缘力矩系数0.0582-0.004412管板边缘剪力系数 0.1883-0.01428管板总弯矩系数 1.549e+05-1.415e+04系数仅用于 时7.399e+046762系数 当 时,按K和m 查图31(a)实线当 时,按K和m 查图31（b）1.841e+051.69e+04系数 0 ,=, 0, =; 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 = 46042.4N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 244885.5 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 2419.8mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 10634.1mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 183690.0NLD= L A+ 0.51 = 36.0mmMD= FD LD = 6612840.0N.mm作FG = Fp = 43509.0NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.0mmMG= FG LG = 1348163.8N.mmMpFT = F-FD = 17562.5NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 38.0mmMT= FT LT = 667252.4N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 8628256.0N.mm预紧 MaW = 770181.7NLG = 31.0mmMa=W LG = 23864750.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masf