R0101强度校核计算书

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 江南大学-HUGO华格一队设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.77MPa设计压力 0.77MPa设计温度 175设计温度 175壳程圆筒内径Di4200 mm管箱圆筒内径Di4200mm材料名称16MnDR材料名称S31603试验压力0.9625MPa试验压力0.9265MPa 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江南大学-HUGO华格一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 0.77MPa设计温度 t 175.00 C内径 Di 4200.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 112.50MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 16.98mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 20813.71Kg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 = 0.9265 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 122.95 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= = 0.84774MPa设计温度下计算应力 st = = 86.86MPastf 95.62MPa校核条件stf st结论 合格前端管箱封头计算计算单位江南大学-HUGO华格一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 0.87MPa设计温度 t 175.00 C内径 Di 4200.00mm曲面深度 hi 1050.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 112.50MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm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= 0.9265 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 104.28MPa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 = = 16.24mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 18.70mm最小厚度 dmin = 6.30mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 3038.83 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.99956MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位江南大学-HUGO华格一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 0.77MPa设计温度 t 175.00 C内径 Di 4200.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 112.50MPa试验温度下屈服点 ReL 180.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 16.98mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 18.70mm名义厚度 dn = 20.00mm重量 20813.71Kg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 = 0.9265 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 122.95 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= = 0.84774MPa设计温度下计算应力 st = = 86.86MPastf 95.62MPa校核条件stf st结论 合格后端管箱封头计算计算单位江南大学-HUGO华格一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 0.87MPa设计温度 t 175.00 C内径 Di 4200.00mm曲面深度 hi 1050.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 112.50MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm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= 0.9265 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 102.63MPa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 = = 16.24mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 19.00mm最小厚度 dmin = 6.30mm名义厚度 dnh = 20.00mm结论 满足最小厚度要求重量 3038.83 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.01556MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位江南大学-HUGO华格一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 0.87MPa设计温度 t 175.00 C内径 Di 4200.00mm材料 16MnDR ( 板材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 173.50MPa试验温度下屈服点 ReL 315.00MPa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 = = 12.40mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.70mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 15591.84Kg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 = 0.9625 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 283.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 187.81 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= = 0.88918MPa设计温度下计算应力 st = = 143.98MPastf 147.48MPa校核条件stf st结论 合格腐蚀后不带法兰固定式管板(b)计算设计单位江南大学-HUGO华格一队设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.77MPa设计温度 t175平均金属温度 175装配温度 20材料名称16MnDR设计温度下许用应力173.5MPa平均金属温度下弹性模量1.925e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.207e-05mm/mm壳程圆筒内径 (2R)4200mm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 Di21.385e+07mm 2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds ) 1.681e+05mm 2管箱圆筒设计压力0.77MPa材料名称: S31603设计温度 175设计温度下许用应力112.5MPa设计温度下弹性模量1.845e+05MPa箱圆筒名义厚度20mm管箱圆筒有效厚度18.7mm换热管材料名称: S31603管子平均温度 t175管子外径 d38管子壁厚2mm管子根数 n5200换热管中心 S52mm设计温度下管子材料许用应力112.5MPa设计温度下管子材料屈服应力125MPa设计温度下管子材料弹性模量1.845e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量1.845e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.715e-05mm /mm一根管子金属横截面积226.2mm2换热管长度 L01e+04mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L9900mm换热管管子回转半径 12.75Mm管子受压失稳当量长度 300Mm系数 Cr =170.7比值 23.53管子稳定许用压应力 () MPa管子稳定许用压应力 () 77.59MPa管板和系数材料名称: S31603设计温度 175设计温度下许用应力 112.5MPa设计温度下弹性模量 1.845e+05MPa管板腐蚀裕量 2Mm管板输入厚度 50Mm管板计算厚度 46Mm管板分程处面积 Ad0mm2管板布管面积(三角形),(正方形) 1.218e+07mm2管板布管区当量直径 3938mm管板开孔后面积- 0.25 n6.28e+06mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管板开孔抗弯刚度=(管板材料波桑比=0.3)1.645e+09Nmm管子加强系数 , K =16.93管束弹性基础系数3.6N/ mm3管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.9375管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 1.094系数 0.5157系数 0.1873管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接(焊接)高度 4mm胀接许用拉脱应力q焊接许用拉脱应力q56.25MPa膨胀节总体轴向刚度 N/mm注：管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)1.105e+08Nmm管箱圆筒常数0.0064861/mm壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)3.611e+07Nmm壳程圆筒常数0.0078711/mm换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比6.707换热管束与带膨胀节壳体刚度之比6.707系数 8.65系数 14.64换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵2.275e-050.0003836-2.136e-05-0.00049122.173e-050.0028260.00038360.02827-0.0004912-0.010910.00049980.06499-2.136e-05-0.00049122.487e-050.0002677-2.173e-05-0.002826-0.0004912-0.010910.00026770.04008-0.0004998-0.064742.173e-050.0004998-2.173e-05-0.00049982.247e-050.0028590.0028260.06499-0.002826-0.064740.0028590.3801换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项+热+热+热-0.1364-0.13640.13640.13640-3.138-3.1383.9743.9740.83660.13640.1364-0.1364-0.1364-04.5014.501-3.321-3.3211.181-0.139-0.1390.1390.1390-17.11-13.2116.4520.36-0.6611换热器各部件边沿内力热+热+热-4154-2.225e+041.413e+04-39739972-31.96-163.2$18113.98113.374531.465e+04-357136223882106.8170.2-37.9225.4968.86-3291-1.981e+045163-1.135e+04187293.99465.2-166.4204.8-72.38换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板径向应力许用值56.87281.795.86140.346.63168.8337.5168.8337.5168.8337.5管板剪切应力许用值5.10825.28-9.04211.13-3.93456.25168.856.25168.856.25168.8中部换热管应力许用值压许用值-10.61-71.4920.66-40.2110.05112.5112.5112.5112.5112.5112.577.5993.1177.5993.1177.5993.11周边换热管应力许用值压许用值-10.61-71.4920.66-40.2110.05112.5337.5112.5337.5112.5337.577.5993.1177.5993.1177.5993.11换热管拉脱应力许用值5.02633.869.78919.054.76256.25168.856.25168.856.25168.8壳体轴向应力许用值14.6542.0543.6771.0758.32147.5442.4147.5442.4147.5442.4壳体端部总应力许用值291.9586.9176.5205.8202.7168.8337.5168.8337.5168.8337.5管箱轴向应力许用值0043.2443.2443.24112.5337.5112.5337.5112.5337.5管箱端部总应力许用值71.27381.8285.6111.4214.3168.8337.5168.8337.5168.8337.5结论管板名义厚度50mm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=4mm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管板径向弯曲应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.010.0041490.02081-0.0072910.009374-0.00314262.180.0045160.02277-0.0079150.01034-0.003399124.40.0055270.02818-0.009630.01302-0.004102186.50.0068940.03558-0.011930.01676-0.005034248.70.0080720.04222-0.013860.02028-0.00579310.90.0081990.04366-0.013930.02153-0.0057353730.0060420.03354-0.010010.01748-0.00397435.22.743e-050.0036210.00060690.00420.0006343497.4-0.01158-0.055280.02087-0.022830.009296559.6-0.03023-0.15110.05322-0.067690.02299621.7-0.05633-0.28670.09821-0.13220.04188683.9-0.088-0.45330.1524-0.21290.06442746.1-0.1194-0.62210.2056-0.2970.08615808.2-0.1391-0.73420.2375-0.35770.09844870.4-0.1278-0.69190.2151-0.3490.08727932.6-0.05857-0.35420.09159-0.2040.03301994.70.10210.4549-0.19030.1625-0.0881510570.38791.916-0.68740.8405-0.299511190.82034.151-1.4351.896-0.614511811.3887.117-2.4093.321-1.02112081.6628.567-2.8784.028-1.21612361.93710.03-3.3454.752-1.40812632.19811.44-3.7845.457-1.58712902.42212.67-4.1586.093-1.73613172.58313.6-4.4196.598-1.83613442.64814.05-4.516.892-1.86213722.57913.82-4.3656.88-1.78613992.32912.68-3.9046.451-1.57614261.84710.36-3.0395.475-1.19314531.0766.561-1.6733.811-0.59691480-0.042620.96560.29671.3050.25411508-1.571-6.752.975-2.2041.4031535-3.569-16.96.461-6.8742.892管板径向弯曲应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热1562-6.089-29.7810.84-12.854.7551589-9.171-45.6216.19-20.267.0181616-12.84-64.5522.53-29.189.6931644-17.08-86.5729.85-39.6412.771671-21.86-111.538.07-51.5616.211698-27.08-138.947.02-64.7619.941725-32.59-167.956.43-78.9123.841752-38.15-197.665.89-93.5227.741780-43.47-226.274.86-107.931.391807-48.1-251.682.58-120.934.491834-51.51-271.188.14-131.536.631861-53.05-281.390.37-137.937.321888-51.91-278.187.9-138.335.991916-47.17-256.779.13-130.431.961943-37.76-211.562.22-111.524.461956-31.28-179.750.68-97.7419.41969-23.33-140.436.6-80.4713.271969-9.331-56.1614.64-32.195.30920020.4628-12.2-1.785-14.45-1.321203412.3132.87-20.080.4856-7.771206726.1579.06-40.212.7-14.05210041.96126.4-62.1322.29-20.17管板径向膜应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热19693.8230.35575.4842.0179.30719691.5290.14232.1940.80683.72320021.5550.14472.2310.82053.78620341.580.1472.2670.83373.84720671.6040.14922.3010.84613.905换热管束轴向应力(MPa)分布表半径(mm)热+热+热0.014.114.107-4.88-4.883-0.769562.184.114.108-4.88-4.883-0.7696124.44.114.108-4.88-4.882-0.7697186.54.1114.11-4.881-4.882-0.7699248.74.1114.112-4.881-4.88-0.7703310.94.1124.116-4.883-4.879-0.77073734.1134.12-4.884-4.877-0.7714435.24.1144.126-4.886-4.874-0.7721497.44.1154.131-4.887-4.871-0.7728559.64.1154.134-4.888-4.87-0.7731621.74.1154.132-4.888-4.87-0.7727683.94.1134.122-4.884-4.875-0.771746.14.1084.098-4.875-4.886-0.7674808.24.14.056-4.861-4.905-0.7613870.44.0873.992-4.84-4.935-0.7524932.64.0723.91-4.813-4.975-0.7411994.74.0553.819-4.784-5.019-0.729310574.0423.746-4.762-5.057-0.720511194.0413.735-4.762-5.068-0.721411814.0663.854-4.807-5.019-0.741312084.0893.968-4.848-4.968-0.759112364.1214.132-4.905-4.894-0.783912634.1654.355-4.982-4.793-0.816812904.2224.643-5.081-4.66-0.858813174.2925.003-5.203-4.492-0.910813444.3785.442-5.351-4.286-0.973213724.4785.96-5.524-4.041-1.04613994.5936.557-5.722-3.758-1.12914264.727.224-5.941-3.438-1.22114534.8587.947-6.177-3.088-1.31914805.0018.705-6.421-2.718-1.4215085.1439.462-6.662-2.342-1.51915355.27510.17-6.883-1.983-1.609换热管束轴向应力(MPa)分布表续半径(mm)热+热+热15625.38410.78-7.065-1.666-1.68115895.45711.21-7.181-1.428-1.72416165.47511.37-7.201-1.311-1.72616445.41711.14-7.087-1.367-1.6716715.25810.4-6.797-1.658-1.53916984.9719.003-6.284-2.252-1.31317254.5266.796-5.496-3.226-0.970417523.893.608-4.379-4.661-0.488717803.032-0.7302-2.878-6.640.154318071.922-6.381-0.9431-9.2470.979218340.5344-13.491.469-12.552.0031861-1.15-22.164.389-16.623.2381888-3.139-32.447.827-21.484.6871916-5.424-44.3211.77-27.136.3411943-7.976-57.6416.15-33.528.1741956-9.274-64.4518.38-36.89.1021969-10.61-71.4920.66-40.2110.05直管换热管内压计算计算单位江南大学-HUGO华格一队计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.77MPa设计温度 t 175.00 C外径 Do 38.00mm材料 S31603 ( 管材 )试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 112.50MPa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 = = 0.13mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.00mm名义厚度 dn = 2.00mm重量 17.76Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 12.50000MPa设计温度下计算应力 st = = 6.93MPastf 112.50MPa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江南大学-HUGO华格一队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.77MPa设计温度 t 175.00 C外径 D0 38.00mm材料名称 S31603 (管材)试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 112.50MPa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 = 0.54mm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= 10000.00mm外径 Do Do= 38.00mmL/Do 263.16Do/de 19.00A 值 A= 0.0033141B 值 B= 79.43MPa重量 17.76 kg压力计算许用外压力当时， = 4.44189MPa当时，=结论 换热管外压计算合格直管换热管壳程压力试验外压计算计算单位江南大学-HUGO华格一队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.96MPa设计温度 t 20.00 C外径 D0 38.00mm材料名称 S31603 (管材)试验温度许用应力 s 117.00MPa设计温度许用应力 st 117.00MPa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 = 0.57mm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= 10000.00mm外径 Do Do= 38.00mmL/Do 263.16Do/de 19.00A 值 A= 0.0033141B 值 B= 107.38MPa重量 17.76 kg压力计算许用外压力当时， = 6.00478MPa当时，=结论 换热管壳程压力试验外压计算合格腐蚀前不带法兰固定式管板(b)计算设计单位江南大学-HUGO华格一队设 计 计 算 条 件简 图壳程圆筒设计压力Ps0.77MPa设计温度 t175平均金属温度 175装配温度 20材料名称16MnDR设计温度下许用应力173.5MPa平均金属温度下弹性模量1.925e+05MPa平均金属温度下热膨胀系数1.207e-05mm/mm壳程圆筒内径 (2R)4200mm壳 程 圆 筒 名 义 厚 度 15mm壳 程 圆 筒 有 效 厚 度 14.7mm壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di21.385e+07mm 2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds ) 1.946e+05mm 2管箱圆筒设计压力0.77MPa材料名称: S31603设计温度 175设计温度下许用应力112.5MPa设计温度下弹性模量1.845e+05MPa箱圆筒名义厚度20mm管箱圆筒有效厚度19.7mm换热管材料名称: S31603管子平均温度 t175管子外径 d38管子壁厚2mm管子根数 n5200换热管中心 S52mm设计温度下管子材料许用应力112.5MPa设计温度下管子材料屈服应力125MPa设计温度下管子材料弹性模量1.845e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量1.845e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.715e-05mm /mm一根管子金属横截面积226.2mm2换热管长度 L01e+04mm换热管有效长度(两管板内侧间距) L9900mm换热管管子回转半径 12.75Mm管子受压失稳当量长度 300Mm系数 Cr =170.7比值 23.53管子稳定许用压应力 () MPa管子稳定许用压应力 () 77.59MPa管板和系数材料名称: S31603设计温度 175设计温度下许用应力 112.5MPa设计温度下弹性模量 1.845e+05MPa管板腐蚀裕量 0Mm管板输入厚度 50Mm管板计算厚度 47Mm管板分程处面积 Ad0mm2管板布管面积(三角形),(正方形) 1.218e+07mm2管板布管区当量直径 3938mm管板开孔后面积- 0.25 n6.28e+06mm2管板强度削弱系数0.4管板刚度削弱系数0.4管板开孔抗弯刚度=(管板材料波桑比=0.3)1.754e+09Nmm管子加强系数 , K =16.66管束弹性基础系数3.6N/ mm3管板布管区当量直径与壳体内径之比 0.9375管板周边不布管区无量纲宽度 k=K 1.076系数 0.5157系数 0.1873管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接(焊接)高度 4mm胀接许用拉脱应力q焊接许用拉脱应力q56.25MPa膨胀节总体轴向刚度 N/mm注：管箱圆筒抗弯刚度(管箱圆筒材料波桑比=0.3)1.292e+08Nmm管箱圆筒常数0.006321/mm壳程圆筒抗弯刚度(壳程圆筒材料波桑比=0.3)5.6e+07Nmm壳程圆筒常数0.0073161/mm换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比5.792换热管束与带膨胀节壳体刚度之比5.792系数 7.683系数 12.87换热器各部件边沿内力方程组系数矩阵2.125e-050.0003736-2.002e-05-0.00047052.037e-050.0026490.00037360.02677-0.0004705-0.010680.00047880.06226-2.002e-05-0.00047052.246e-050.0003037-2.037e-05-0.002649-0.0004705-0.010680.00030370.03424-0.0004788-0.062042.037e-050.0004788-2.037e-05-0.00047882.107e-050.0026790.0026490.06226-0.002649-0.062040.0026790.3564换热器各部件边沿内力方程组右端载荷项+热+热+热-0.1279-0.12790.12790.12790-3.006-3.0063.83.80.79410.12790.1279-0.1279-0.1279-04.1844.184-3.164-3.1641.02-0.1303-0.13030.13030.13030-16.09-12.1915.5219.43-0.572换热器各部件边沿内力热+热+热-3961-2.405e+041.421e+04-58831.024e+04-30.09-172.2$1812.189114.286121.865e+04-426257744349114.4196.3-41.8740.0172.53-2148-1.728e+043639-1.15e+04149194.52500.5-162244-67.47换热器各部件最大应力(MPa)热+热+热管板