裂解反应器校核

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 0.1MPa设计压力 0.4MPa设计温度 22.5设计温度 180壳程圆筒内径Di1400 mm管箱圆筒内径Di1400mm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校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管板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 0.40MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 1400.00mm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 185.40MPa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 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.51mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 3663.97Kg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 = 0.5000 (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 = = 27.81 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= = 3.33345MPa设计温度下计算应力 st = = 22.25MPastf 185.40MPa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11.00mm,合格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 0.40MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 1400.00mm曲面深度 hi 700.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.40MPa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 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= 0.5000 (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 = = 13.90MPa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 = = 0.76mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 12.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 15.00mm结论 满足最小厚度要求重量 396.51 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 6.66689MPa结论 合格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 0.40MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 1400.00mm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 185.40MPa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 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.51mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 3663.97Kg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 = 0.5000 (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 = = 27.81 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= = 3.33345MPa设计温度下计算应力 st = = 22.25MPastf 185.40MPa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11.00mm,合格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 0.40MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 1400.00mm曲面深度 hi 700.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.40MPa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 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= 0.5000 (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 = = 13.90MPa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 = = 0.76mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 12.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 15.00mm结论 满足最小厚度要求重量 396.51 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 6.66689MPa结论 合格内压圆筒校核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 0.10MPa设计温度 t 22.50 C内径 Di 1400.00mm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 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.37mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 3663.97Kg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 = 0.5000 (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 = = 27.81 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= = 3.39817MPa设计温度下计算应力 st = = 5.56MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格不带法兰固定式管板计算(b) 设 计 单 位 中航一集团航空动力控制系统研究所 设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.1MPa设计温度 t22.5平均金属温度 0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2.023e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.076e-05mm/mm壳程圆筒内径 1400mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 15mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 12.7mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.539e+06mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( DI+dn ) 5.636e+04mm2管箱圆筒设计压力0.4MPa设计温度 180材料名称Q345R设计温度下弹性模量1.922e+05MPa管箱圆筒名义厚度15mm管箱圆筒有效厚度12.7mm换热管材料名称S22053管子平均温度 t0设计温度下管子材料许用应力 243MPa设计温度下管子材料屈服应力 385MPa设计温度下管子材料弹性模量 1.876e+05MPa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1.31e-05mm/mm管子外径 d25mm管子壁厚2.5mm管子根数 n1200换热管中心 S32mm一根管子金属横截面积176.7mm2换热管长度 L1 6000mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L 5800mm换热管管束模数 =5223MPa管子回转半径 8.004mm管子受压失稳当量长度 6000mm系数 Cr =98.07比值 749.6管子稳定许用压应力 () = 1.647MPa管子稳定许用压应力 () =MPa管板材料名称Q345R设计温度 180设计温度下许用应力 156.8MPa设计温度下弹性模量 1.922e+05MPa管板腐蚀裕量 5mm管板输入厚度 100mm管板计算厚度 92.7mm隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积)Ad6e+04mm2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 =4.49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q121.5MPa管箱法兰材料名称 管箱法兰厚度 0mm比值 0.009071比值 0系数 (查图25) 0.00549系数 (查图26) 0.0001253旋转刚度 2.006MPa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 0.009071比值 0系数(按ds /Di ,df”/Di ) 查图25)0.00549系数 (查图26)w0.0001253旋转刚度 2.112MPa系数计算旋转刚度( c型结构 0) 4.118MPa旋转刚度无量纲参数 0.0006192膨胀节总体轴向刚度 7e+04N/mm管板第一弯矩系数m1,(按K,查图27) 0.0521系数 18.9系数(按查图29) 3.314换热管束与不带膨胀节壳体刚度之 3.719换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 108.2管板第二弯矩系数m2,按K,Q(或Qex)查图28(a)或(b)48.65管板参数管板开孔后面积A- 0.25 n9.503e+05mm2管板布管区面积 (三角形布管) (正方形布管) 1.289e+06mm2管板布管区当量直径 1281mm系数计算系数 0.6173系数 0.2231系数 4.986系数 (带膨胀节时代替Q) 176.7管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.915管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 0.3817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) 0.0-3.51e-05当量压力组合 0.10.1MPa有效压力组合 0.4986-1.068MPa边界效应压力组合 0.0005490.000549MPa边界效应压力组合系数 0.001784-0.0008329 管板边缘力矩系数 0.001784-0.0008329管板边缘剪力系数 0.0337-0.01574管板总弯矩系数 1.636-0.7249系数仅用于 时 0.4410.1953系数 当时,按 K 和 m 查图31(a)实线 当时,按 K 和 m 查图31(b)0.9290.7658系数 0, =, 0, =; 0, =0.2830.2835管板径向应力系数带膨胀节Q为Q =0.00063520.0006362管板布管区周边处径向应力系数 =0.00014860.0001471管板布管区周边处剪切应力系数 =0.0022440.002244计算值许用值 计算值许用值管板径向应力 15.81.5 =235.216.183 =470.4 MPa管板布管区周边处径向应力7.0561.5 =235.27.2483 =470.4 MPa管板布管区周边剪切应力 -3.3830.5 =78.4-3.4581.5 =235.2MPa换热管轴向应力 6.931=243=1.6477.1393 =729=1.647MPa壳程圆筒轴向应力 0.2262=189-0.01069=567MPa换热管与管板连接拉脱应力 q =4.455q=121.54.593q焊接q胀接364.5MPa计算结果管板名义厚度100mm管板校核通过换热管内压计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.40MPa设计温度 t 180.00 C外径 Do 25.00mm材料 S22053 ( 管材 )试验温度许用应力 s 243.00MPa设计温度许用应力 st 243.00MPa钢板负偏差 C1 0.0