E0213 VAC精分塔冷凝器VIP

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011U形管换热器设备计算 计算单位ZZU 物以烯为贵队壳程设计压力 0.50 MPa管程设计压力 0.12 MPa壳程设计温度 118.00 管程设计温度 118.00 壳程试验压力 0.62 MPa管程试验压力 0.15 MPa筒体公称直径380.00mm筒换热器筒体最小壁厚8.50mm筒体名义厚度10.00mm体校核 合格筒体法兰厚度mm校核 前端管箱筒体名义厚度10.00mm前校核 合格 端前端管箱封头名义厚度10.00mm管校核 合格箱前端管箱法兰厚度45.00mm校核 合格后端后端管箱封头名义厚度10.00mm管箱校核 合格管管板厚度40.00mm板校核 合格分程名义厚度 6.00mm隔板校核 合格U形管式换热器筒体计算结果计算单位ZZU 物以烯为贵队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.51MPa设计温度 t 118.00 C内径 Di 380.00mm材料 16Mn ( 管材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 180.64MPa试验温度下屈服点 ReL 320.00MPa负偏差 C1 1.00mm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 = = 0.54mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 432.80Kg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 = 0.6250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 288.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 17.28 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= = 6.53478MPa设计温度下计算应力 st = = 14.10MPastf 180.64MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱筒体计算结果计算单位ZZU 物以烯为贵队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 118.00 C内径 Di 380.00mm材料 16Mn ( 管材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 180.64MPa试验温度下屈服点 ReL 320.00MPa负偏差 C1 1.00mm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 = = 0.13mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 38.47Kg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 ReL = 288.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 4.15 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= = 6.53478MPa设计温度下计算应力 st = = 3.32MPastf 180.64MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱封头计算结果计算单位 ZZU 物以烯为贵队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.12MPa设计温度 t 118.00 C内径 Di 380.00mm曲面深度 hi 95.00mm材料 16Mn (锻材)设计温度许用应力 st 174.04MPa试验温度许用应力 s 178.00MPa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 = 1.25p= 0.1500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 274.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 3.60MPa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 = = 0.13mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.00mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 15.07 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 7.25167MPa结论 合格后端封头计算结果计算单位 ZZU 物以烯为贵队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 118.00 C内径 Di 380.00mm曲面深度 hi 95.00mm材料 16Mn (锻材)设计温度许用应力 st 174.04MPa试验温度许用应力 s 178.00MPa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 = 1.25p= 0.6250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 274.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 15.00MPa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 = = 0.55mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.00mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 15.07 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 7.25167MPa结论 合格前端管箱法兰计算结果计算单位ZZU 物以烯为贵队设 计 条 件简 图设计压力 p0.120MPa计算压力 pc0.120MPa设计温度 t118.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称16Mn许用181.0MPa体应力 180.6MPa法材料名称16Mn许用178.0MPa兰应力174.0MPa材料名称S32168螺许用128.0MPa应力101.6MPa栓公称直径 dB20.0mm螺栓根径 d d17.3mm数量 n20个Di400.0Do530.0垫 结构尺寸Db490.0D外402.0 mmD内390.0l20.0图(a)结构DG取法兰与翻边接触面中心处,与垫片 位置无关图(b)结构b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm DG= D外 - 2bb06.4mm b= b0DG396.0片b0 6.4mm b=2.53 b3.00压紧面形状1a,1b垫片厚度mmN 6.0m2.00y(MPa)11.0材料类型 (mm)石棉橡胶板(厚度3mm)分程隔板垫片面积(mm2)1000.00螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 46554.3N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 16811.0 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 363.7mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 4698.0mm2垫片最小宽度 NminNmin = 22.0mm弯 矩 计 算操作MpFD = 0.785pc = 15072.0NLD= 0.5(Db -Di) = 45.0mmMD= FD LD = 678240.0N.mmFG = Fp = 1790.6NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 47.0mmMG= FG LG = 84156.0N.mmFT = F-FD = -299.9N图(a):LT= 0.5(Db - DG)图(b):LT=0.5 (LD+ LG ) LT= 46.0mmMT= FT LT = -13796.9N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 748599.1预紧 MaW=Wa= 323947.4NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 47.0mmMa= W LG = 15225527.0N.mm计算弯矩 Mo= Mp 与 中大者 Mo=14886801.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距77.0mm最小间距46.0 (查GB/T 150.3-2011表7-3)mm最大间距148.0mm 输入法兰厚度f = 45.0mm, 法兰应力校核K=Do/Di = 1.325Y=7.052 (查GB/T 150.3-2011表7-9)计 算 值许 用 值结 论图a结构12.89MPa校核合格剪应力校核0.67MPa校核合格计 算 结 果 按环向应力确定的法兰厚度 38.8mm校核合格 U形管换热器管板计算计算单位ZZU 物以烯为贵队设 计 条 件壳程设计压力 ps 0.50MPa管程设计压力 pt0.12MPa壳程设计温度 ts118.00C管程设计温度 tt118.00C壳程筒体腐蚀裕量C22.00mm管程筒体腐蚀裕量C22.00mm换热器公称直径 Di380.00mm换热管使用场合严格场合管板与法兰或圆筒连接方式(a,b,c,d,e,f 型)e型换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接 )胀接，开槽材料(名称及类型)Q345R板材名义厚度dn40.00mm管强度削弱系数 m0.40刚度削弱系数 h0.40材料泊松比 n0.30管板分程处面积 Ad1000.00mm2换热管与管板胀接长度或焊脚高度 l37.00mm换热管与管板内孔焊焊接接头系数设计温度下管板材料弹性模量 Ep195920.00MPa设计温度下管板材料许用应力178.12MPa许用拉脱力 q4.00MPa壳程侧结构槽深 h13.00mm管程侧隔板槽深 h23.00mm板壳程腐蚀裕量Cs2.00mm管程腐蚀裕量Ct2.00mm设计温度下管板延伸法兰材料许用应力178.12MPa材料名称16Mn换管子外径 d25.00mm热管子壁厚 dt2.50mm管U型管根数 n39根换热管中心距 S32.00mm设计温度下换热管材料许用应力 180.64MPa法兰有效厚度45.00mm法兰外径 Dfo530.00mm法法兰螺栓中心圆直径 Db490.00mm兰螺栓公称直径 dB20.00mm螺螺栓材料S32168栓螺栓个数 n20.00根及垫片材料软垫片垫压紧面形式1a或1b片垫片外径 D外402.00mm垫片内径 D内390.00mm垫片系数 m2.00垫片比压力 y11.00垫片厚度 dgmm系数e型管板材料弹性模量195920.00MPaf型壳体法兰材料弹性模量f型管板材料弹性模量195920.00MPae型管箱法兰材料弹性模量f型管箱圆筒材料弹性模量195920.00MPae型管箱法兰采用长颈对焊法兰为法兰材料弹性模量管箱法兰采用乙型平焊法兰为法兰短节材料弹性模量其他法兰为管箱圆筒材料弹性模量e型壳程圆筒材料弹性模量195920.00MPaf型壳体法兰采用长颈对焊法兰为法兰材料弹性模量壳体法兰采用乙型平焊法兰为法兰短节材料弹性模量其他法兰为壳体圆筒材料弹性模量 Y6.13 （式中X=（Di+2bf）/Di） 管 板 延 长 部 分 结 构 尺 寸法兰的宽度73.00mm壳体法兰或凸缘厚度 40.00mm管箱法兰或凸缘厚度45.00mm dhe型管箱法兰采用长颈对焊法兰时取颈部大小端厚度平均值7.00mm管箱法兰采用乙型平焊法兰时取法兰短节厚度f型管箱圆筒厚度 dsf型壳体法兰采用长颈对焊法兰时取颈部大小端厚度平均值7.00mm 壳体法兰采用乙型平焊法兰时取法兰短节厚度e型壳程圆筒厚度 dfe型40.00mm f型参数计算管板布管区面积 At三角形排列At=1.732nS2+Ad=70169.15mm2正方形排列At=2nS2+Ad=一根换热管管金属横截面积 a a=pdtn(d-dtn) = 176.71mm2管板开孔前抗弯刚度 686666496.00Nmm管板布管区当量直径 Dt298.90mm 半径 R 190.00mm系数 rt0.79系数 ks=0.035288系数 kh=0.035288系数 = 0.002514系数 = 0.002839壳程圆筒与法兰或凸缘的旋转刚度参数 90.14MPa管箱圆筒与法兰或凸缘的旋转刚度参数 116.26MPa管板边缘旋转刚参数 206.40MPa旋转刚度无量刚系数 1.62无量纲系数e 型0.71 f 型 系数 0.1424按和 ,查图分别得: -0.0499 0.1547管板应力计算 管板中心处径向应力 = 0-5.4305.430MPa = 022.624-22.624MPa 同时作用MPa布管区周边处径向应力 = 01.903-1.903MPa = 0-7.9287.928MPa 同时作用MPa边缘处径向应 力 = 02.360-2.360MPa = 0-9.8359.835MPa 同时作用MPa布管边缘法兰力矩折减系数按 查图得= 0.4221布管区法兰力矩折减系数 按 查图得= 0.3752 法兰预紧力矩 基本法兰力矩 Mm = AmLGsb = 2188052.00式中 AmLGsb 按 GB/T 150.3-2011 第7章规定N.mm 操作工况法兰力矩e 型 p = = 748599.12 N.mm f 型 p = 按 GB/T 150.3-2011 第7章确定壳程压力作用e 型 1832.834N.mmf 型管程压力作用e 型878.729N.mmf 型 同时作用e 型N.mmf 型 法兰设计力矩 壳程压力作用e 型246.148N.mmf 型管程压力作用e 型702.909N.mmf 型 同时作用e 型N.mmf 型管板中心处 r=0 ,布管区边缘处 r= ,边缘处 r=R 由法兰力矩引起的径向应力以及管板延长部分的法兰应力壳程压力作用-9.0839.083MPa = -4.0884.088MPa2.965MPa管程压力作用-4.3554.355MPa =-1.9601.960MPa 8.467MPa同时作用MPa =MPaMPa 管板应力和管板延长法兰应力校核 单位：MPa 工况|-| = 31.707 合格|-| = 1.155 合格 |+|= 13.922 合格 |= 2.965 合格 工况|-| = 1.075 合格|-| = 6.257 合格|+| = 0.401 合格|= 8.467 合格同时作用|-| = |-| = |+| = |= 换热管轴向应力计算及校核 : MPa (单位)计算工况计算公式计算结果校核只有壳程设计压力,管程设计压力=0 :|-1.39| (焊接或胀接)(内孔焊)合格只有管程设计压力,壳程设计压力=0 : =|0.21| (焊接或胀接)(内孔焊)合格壳程设计压力,管程设计压力同时作用:|-1.18| (焊接或胀接)(内孔焊)合格换热管与管板连接拉脱力校核拉脱力 q0.08 qMPa校核 合格重量 57.25 Kg 注：带号的材料数据是设计者给定的。直管换热管内压计算计算单位ZZU 物以烯为贵队计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.12MPa设计温度 t 118.00 C外径 Do 25.00mm材料 16Mn ( 管材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 180.64MPa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= 2.50mm名义厚度 dn = 2.50mm重量 4.16Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 40.14222MPa设计温度下计算应力 st = = 0.54MPastf 180.64MPa校核条件stf st结论 直管换热管内压计算合格直管换热管外压计算计算单位ZZU 物以烯为贵队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.50MPa设计温度 t 118.00 C外径 D0 25.00mm材料名称 16Mn (管材)试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 180.64MPa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 = 0.26mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50mm名义厚度 dn = 2.50mm外压计算长度 L L= 3000.00mm外径 Do Do= 25.00mmL/Do 120.00Do/de 10.00A 值 A= 0.0124585B 值 B= 167.45MPa重量 4.16 kg压力计算许用外压力当时， = 27.21054MPa当时，=结论 换热管外压计算合格直管换热管外压计算计算单位ZZU 物以烯为贵队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.62MPa设计温度 t 20.00 C外径 D0 25.00mm材料名称 16Mn (管材)试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 181.00MPa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 = 0.29mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50mm名义厚度 dn = 2.50mm外压计算长度 L L= 3000.00mm外径 Do Do= 25.00mmL/Do 120.00Do/de 10.00A 值 A= 0.0124585B 值 B= 167.45MPa重量 4.16 kg压力计算许用外压力当时， = 27.21054MPa当时，=结论 换热管外压计算合格分程隔板厚度计算和校核计算单位上海迅羽化工工程高技术中心计算所依据的标准GB/T 151-2014计算条件分程隔板结构简图分程隔板两侧压力差 Dp0.05MPa1) 三边固定，一边简支 2) 长边固定，短边简支 3) 短边固定, 长边简支分程隔板设计温度 t 118 C分程隔板材料 Q345R分程隔板许用应力 st 189MPa边长 a 400mm边长 b 1125mm分程隔板名义厚度 dn 6mm腐蚀裕量 C2 2mm分程隔板结构类型 1 计算结果尺寸系数 B 0.0457556分程隔板计算厚度 3.19582 mm结论 合格开孔补强计算计算单位ZZU 物以烯为贵队接 管: N1, 20410计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.12MPa设计温度118壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16Mn管材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di380mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C11mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t180.64MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn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 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 1mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 180.64MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 190mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.1263mm接管计算厚度t 0.0611 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 190mm补强区有效宽度 B 380 mm接管有效外伸长度 h1 43.589mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 24mm2壳体多余金属面积 A1 1306 mm2接管多余金属面积 A2 605mm2补强区内的焊缝面积 A3 100 mm2A1+A2+A3= 2011mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位ZZU 物以烯为贵队接 管: N2, 1558计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.13MPa设计温度118壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16Mn管材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di380mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C11mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t180.64MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn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 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.8mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 180.64MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 144.6mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 0.1368mm接管计算厚度t 0.05 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 144.6mm补强区有效宽度 B 289.2 mm接管有效外伸长度 h1 34.012mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 20mm2壳体多余金属面积 A1 992 mm2接管多余金属面积 A2 350mm2补强区内的焊缝面积 A3 100 mm2A1+A2+A3= 1443mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位ZZU 物以烯为贵队接 管: N3, 1106计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.51MPa设计温度118壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16Mn管材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di380mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C11mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t180.64MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 200mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 16Mn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 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 0.6mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 180.64MPa补强圈许用应力t MPa开 孔