E0310E0310-SW2011校核结果

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011固定管板换热器E0301设计计算计算单位贵州大学 飞跃：化工厂设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 4.4MPa设计压力 0.1595MPa设计温度 10设计温度 80壳程圆筒内径Di500 mm管箱圆筒内径Di500mm材料名称16MnDR材料名称S30408 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贵州大学 飞跃：化工厂计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.16MPa设计温度 t 80.00 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 137.00MPa试验温度下屈服点 ss 205.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 5.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.34mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 130.88Kg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 = 0.1994 (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 = = 3.25 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= = 8.39643MPa设计温度下计算应力 st = = 2.21MPastf 116.45MPa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8.50mm,合格前端管箱封头计算计算单位 贵州大学 飞跃：化工厂计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.20MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 125.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.00MPa试验温度许用应力 s 185.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 4.00mm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 = 1.25p= 0.1994 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 3.04MPa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 = = 0.32mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 19.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 24.00mm结论 满足最小厚度要求重量 63.22 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 12.15191MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位贵州大学 飞跃：化工厂计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.16MPa设计温度 t 80.00 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 137.00MPa试验温度下屈服点 ss 205.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 5.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.34mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 130.88Kg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 = 0.1994 (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 = = 3.25 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= = 8.39643MPa设计温度下计算应力 st = = 2.21MPastf 116.45MPa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8.50mm,合格后端管箱封头计算计算单位 贵州大学 飞跃：化工厂计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.20MPa设计温度 t 80.00 C内径 Di 500.00mm曲面深度 hi 125.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.00MPa试验温度许用应力 s 185.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 4.00mm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 = 1.25p= 0.1994 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 3.04MPa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 = = 0.32mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 19.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 24.00mm结论 满足最小厚度要求重量 63.22 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 12.15191MPa结论 合格壳程圆筒计算计算单位贵州大学 飞跃：化工厂计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 4.41MPa设计温度 t 10.00 C内径 Di 500.00mm材料 16MnDR ( 板材 )试验温度许用应力 s 174.00MPa设计温度许用应力 st 174.00MPa试验温度下屈服点 ss 295.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 5.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 7.57mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 24.00mm重量 465.20Kg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 = 5.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 265.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 81.58 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= = 10.66408MPa设计温度下计算应力 st = = 61.21MPastf 147.90MPa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10.00mm,合格腐蚀后带法兰固定式管板计算设计单位 贵州大学 飞跃：化工厂设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps4.4MPa设计温度 Ts 10平均金属温度 ts-12.5装配温度 t015壳材料名称16MnDR设计温度下许用应力st174MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 2.032e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.067e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di500mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)24mm壳 程 圆 筒 有效厚 度19mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 1.98e+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 )3.098e+04mm2管设计压力pt0.1595MPa箱材料名称: S30408设计温度Tt80圆设计温度下弹性模量 Eh1.905e+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)dh16mm管箱圆筒有效厚度dhe11mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.905e+05MPa材料名称: 20(GB9948)管子平均温度 tt40换设计温度下管子材料许用应力148.2MPa设计温度下管子材料屈服应力226.2MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.98e+05MPa热平均金属温度下管子材料弹性模量 2e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.105e-05mm/mm管子外径 d19mm管管子壁厚dt2mm管子根数 n268注：换热管中心距 S25mm一根管子金属横截面积106.8mm2换热管长度 L1500mm换管子有效长度(两管板内侧间距) L1452mm管子回转半径 6.052Mm管子受压失稳当量长度1000mm热系数Cr =131.4比值 165.2管子稳定许用压应力 () = 35.79MPa管管子稳定许用压应力 () =MPa材料名称: 16MnDR设计温度 80管设计温度下许用应力174MPa设计温度下弹性模量1.98e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 10mm管板输入厚度dn24mm管板计算厚度 d13.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad50mm2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l3mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q74.12MPa管材料名称: S30408法兰厚度 24mm箱法兰外径640mm法基本法兰力矩 1.499e+07Nmm兰管程压力操作工况下法兰力 2.394e+06Nmm法兰宽度 70mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)2.322e+07Nmm管箱圆筒常数0.024511/mm材料名称: 16MnDR法兰厚度 -476.3mm法兰外径与内径之比 1.28壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)8.005壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)1.276e+08Nmm壳程圆筒常数0.018651/mm螺栓材料名称S30408螺栓材料弹性模量 Eb1.931e+05MPa螺栓长度lb-422.3mm螺栓总横截面积Ab1.082e+04mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD40mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG12.59mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST31.29mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG4.192e+04MPa垫片厚度G20mm垫片有效受压面积AG2.273e+04mm2膨胀节总体轴向刚度 1554N/mm计算系数换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 0.9096换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 2538管板开孔后面积 A1 = A - 0.25 npd 26.912e+04mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.451e+05mm2管板布管区当量直径 429.8mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)4.662e+07Nmm管子加强系数 , K =8.88管束弹性基础系数54.35N/mm3系数 0.4764系数 0.4141系数 -1878系数 5330换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH6.395e-061.982e-0500001.982e-050.0023530000004.196e-07-1.113e-055.709e-10-000-1.113e-050.0005608-1.36e-071.079e-05005.709e-10-1.36e-073.75e-05000-01.079e-0500.00011660000-3.882e-0500001.943e-05-0.00133604.638e-065.566e-05-5.709e-101.36e-075.709e-10-0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004.638e-060000005.566e-05000.0031910.00319100-5.709e-10000001.943e-051.36e-070.056820.05682-0.0002863-0.0002863-3.882e-05-0.0013365.709e-100.092890.09289-0.003367-0.00336700-00.011630.01163004.323e-050.001360-0.09682-0.096820.003510.003510.001360.55480-75.77-75.35-7.332-6.918002.842e-06-0-0-0.001494-0.001494换热管内压计算计算单位贵州大学 飞跃：化工厂计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.16MPa设计温度 t 80.00 C外径 Do 19.00mm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 148.25MPa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 1.26Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 34.88235MPa设计温度下计算应力 st = = 0.68MPastf 148.25MPa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贵州大学 飞跃：化工厂计算条件换热管简图计算压力 Pc -4.40MPa设计温度 t 80.00 C外径 D 19.00mm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 148.25MPa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 = 0.61mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm外压计算长度 L L= 1500.00mm外径 Do Do= 19.00mmL/Do 78.95Do/de 9.50A 值 A= 0.0138925B 值 B= 160.71MPa重量 1.26 kg压力计算许用外压力当时， = 28.01874MPa当时，=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 贵州大学 飞跃：化工厂设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps4.4MPa设计温度 Ts 10平均金属温度 ts-12.5装配温度 t015壳材料名称16MnDR设计温度下许用应力st174MPa程平均金属温度下弹性模量 Es 2.032e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数as1.067e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di500mm壳 程 圆 筒 名义厚 度(高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)24mm壳 程 圆 筒 有效厚 度24mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 1.98e+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 )3.951e+04mm2管设计压力pt0.1595MPa箱材料名称: S30408设计温度Tt80圆设计温度下弹性模量 Eh1.905e+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)dh16mm管箱圆筒有效厚度dhe16mm管箱法兰设计温度下弹性模量 1.905e+05MPa材料名称: 20(GB9948)管子平均温度 tt40换设计温度下管子材料许用应力148.2MPa设计温度下管子材料屈服应力226.2MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.98e+05MPa热平均金属温度下管子材料弹性模量 2e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.105e-05mm/mm管子外径 d19mm管管子壁厚dt2mm管子根数 n268注：换热管中心距 S25mm一根管子金属横截面积106.8mm2换热管长度 L1500mm换管子有效长度(两管板内侧间距) L1452mm管子回转半径 6.052Mm管子受压失稳当量长度1000mm热系数Cr =131.4比值 165.2管子稳定许用压应力 () = 35.79MPa管管子稳定许用压应力 () =MPa材料名称: 16MnDR设计温度 80管设计温度下许用应力174MPa设计温度下弹性模量1.98e+05MPa管板腐蚀裕量 C2 0mm管板输入厚度dn24mm管板计算厚度 d22.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad50mm2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l3mm管板和管子焊接(胀接)许用拉脱应力 q74.12MPa管材料名称: S30408法兰厚度 24mm箱法兰外径640mm法基本法兰力矩 1.499e+07Nmm兰管程压力操作工况下法兰力 2.394e+06Nmm法兰宽度 70mm管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)7.145e+07Nmm管箱圆筒常数0.020321/mm材料名称: 16MnDR法兰厚度 -476.3mm法兰外径与内径之比 1.28壳体法兰应力系数Y (按K查表7-9)8.005壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)2.572e+08Nmm壳程圆筒常数0.016591/mm螺栓材料名称S30408螺栓材料弹性模量 Eb1.931e+05MPa螺栓长度lb-432.3mm螺栓总横截面积Ab1.082e+04mm2螺栓中心至FD作用位置的径向距离SD40mm螺栓中心至FG作用位置的径向距离SG12.59mm螺栓中心至FT作用位置的径向距离ST31.29mm垫片材料名称非金属软垫垫片材料回弹模量 EG4.192e+04MPa垫片厚度G20mm垫片有效受压面积AG2.273e+04mm2膨胀节总体轴向刚度 1554N/mm计算系数换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 0.7133换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 2538管板开孔后面积 A1 = A - 0.25 npd 26.912e+04mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.451e+05mm2管板布管区当量直径 429.8mm管板开孔抗弯刚度 (管板材料波桑比=0.3)2.121e+08Nmm管子加强系数 , K =6.08管束弹性基础系数54.35N/mm3系数 0.4764系数 0.4141系数 -1879系数 5330换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵MhHhMsHsMRH5.327e-063.872e-0500003.872e-050.0017240000002.337e-07-6.924e-065.709e-10-000-6.924e-060.0003822-1.36e-071.079e-05005.709e-10-1.36e-078.243e-06000-01.079e-0506.61e-050000-8.534e-0600001.538e-05-0.000293604.638e-065.566e-05-5.709e-101.36e-075.709e-10-0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004.638e-060000005.566e-05000.0019280.00192800-5.709e-10000001.538e-051.36e-070.042340.04234-0.0002266-0.0002266-8.534e-06-0.00029365.709e-100.020420.02042-0.0007402-0.000740200-00.011850.01185009.732e-060.00028960-0.02128-0.021280.00077150.00077150.00028960.5170-73.18-72.77-7.425-7.012002.795e-06-0-0-0.001533-0.001533换热器各部件边沿内力psps +热ptpt +热pt+ pspt+ ps +热MhHhMsHsMRHrtMtrtVtMf换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值261522261522261522管板剪切应力许用值872618726187261壳体法兰应力许用值261522261522261522中部换热管应力许用值压许用值148.2148.2148.2148.2148.2148.235.7935.7935.7935.7935.7935.79周边换热管应力许用值压许用值148.2444.8148.2444.8148.2444.835.7935.7935.7935.7935.7935.79换热管拉脱应力许用值74.12222.474.12222.474.12222.4壳体轴向应力许用值147.9443.7147.9443.7147.9443.7壳体端部总应力许用值261522261522261522管箱轴向应力许用值137411137411137411管箱端部总应力许用值179.6359.2179.6359.2179.6359.2结论管板名义厚度24mm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=3mm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箱法兰计算计算单位贵州大学 飞跃：化工厂设 计 条 件简 图设计压力 p0.199MPa计算压力 pc0.200MPa设计温度 t80.0 C轴向外载荷 F122.0N外力矩 M300.0N.mm壳材料名称S30408体许用应力 137.0MPa法材料名称S30408许用sf137.0MPa兰应力stf119.8MPa螺栓材料名称S30408许用sb137.0MPa应力stb119.8MPa公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n32个Di500.0Do640.0垫 结构尺寸Db600.0D外600.0D内500.0012.0 mmLe20.0LA30.0h25.0120.0材料类型软垫片N50.0m3.75y(MPa)52.4压紧面形状1c,1db12.59DG574.8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 = 1191038.9N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 85988.