1、0浮头式换热器设备计算书浮头式换热器设备计算 材料名称Q345R(16MnR)(热轧)(板材) 壳程设计压力 2.5Mpa 管程设计压力 0.1Mpa壳程设计温度 200 管程设计温度 200设计温度许用应力=170试验温度许用应力=170筒体公称直径 900 mm筒 浮头式换热器筒体最小壁厚8 mm筒体名义厚度 10 mm校核 合格筒体法兰厚度 30 mm体 校核 合格筒体后端法兰厚度 30 mm校核 合格前端管箱筒体名义厚度 10 mm前 校核 合格端 前端管箱封头名义厚度 10 mm管 校核 合格箱 前端管箱法兰厚度 14 mm校核 合格后端管箱筒体名义厚度 10 mm后 校核 合格端
2、后端管箱封头名义厚度 10 mm管 校核 合格箱 后端管箱法兰厚度 30 mm校核 合格带法兰凸形封头名义厚度10 mm浮 校核 合格头 法兰设计厚度 30 mm盖 校核 合格钩圈计算厚度 3 mm校核 合格管 管板名义厚度 70.00 mm板 校核 合格1浮头式换热器筒体计算结果 计算单位计算条件 筒体简图计算压力 Pc 2.5 MPa设计温度 t 200 C内径 Di 900 mm材料 20(GB8163) ( 管材 )试验温度许用应力 170.00 MPa设计温度许用应力 t170.00 MPa试验温度下屈服点 s345.00 MPa钢板负偏差 C1 0.00 mm腐蚀裕量 C2 2.0
3、0 mm焊接接头系数 0.85厚度及重量计算计算厚度 = =7.85PDcit2 mm有效厚度 =12=8 mm名义厚度 n = 10.00 mm重量 18.13 Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 3.125 =1.25= MPa压力试验允许通过的应力水平 T T 0.90 s = 263.925 MPa试验压力下圆筒的应力 177.34 =(i+)2 = MPa校核条件 T校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 3.18=2ti+=MPa设计温度下计算应力 141.875=(i+)2 = MPa 144.50 MPa校核条件 t t结论 合格2浮头式换热器管板计算
4、 计算单位设 计 条 件壳程设计压力 Ps 2.5 MPa管程设计压力 t 0.1 MPa壳程设计温度 s 200 C管程设计温度 t 200 C换热器公称直径 Di 900 mm壳程腐蚀裕量 Cs 0.00 mm管程腐蚀裕量 t 2.00 mm换热管使用场合 一般场合换热管与管板连接方式 ( 胀接或焊接)焊接初始数据材料(名称及类型) 20 锻件输入管板名义厚度 n70.00 mm管板强度削弱系数 0.40管板刚度削弱系数 0.40隔板槽面积 Ad 0.00 mm2换热管与板胀接长度焊脚高度 l 6.00 mm设计温度下板材弹性模量 Ep1.96 105 MPa设计温度下板材许用应力 rt1
5、62.00 MPa许用拉脱力 q 39.91 mm壳程侧结构槽深 h10.00 mm管板管程侧隔板槽深 20.00 mm材料名称 20(GB8163)换热管外径 d 25.00 mm换热管壁厚 t2.50 mm换热管根数 n 472 根换热管中心距 S 32 mm换热管长 Lt 6000.00 mm换热管受压失稳当量长度 lcr195.00 mm设计温度下管材弹性模量 Et186000.00 MPa设计温度下换热管材料屈服点 st162.00 MPa换热管设计温度下管材许用应力 t101.00 MPa垫片外径 Do 892.00 mm垫片内径 i 860.00 mm垫片厚度 g 3.00 mm
6、垫片垫片压紧力作用中心园直径 G135.00 mm3垫片材料 铁皮包石棉垫片系数计算管 区 单管程三角形排列 =0.8662板 面 正方形排列 =2 489856 mm2布 积 多管程三角形排列 =0.8662+d管 正方形排列 =2+d=管板开孔后面积 =04=258163.54 mm2一根换热管壁金属截面积 =(0)=176.71 mm2管板布管区当量直径 tt=4t=789.75 mm换热管有效长度 L =总 22l2=5857 mm管束模数 tt=tt=3353.995管束无量纲刚度 t t=0.043无量纲压力 aa= 1.5=0.0309系数 =t=0.8336系数 C按 和 查图
7、得:t13a12 t =0.448系数 GWE按 和 查图得:t13a12 t =3.70系数 =i=0.323系数 =2t=150.5换热管回转半径 jj=0.252+(2)2=8 mm当时cr (/)crtcrEli2 换热管稳定许用压应力时,取cr(crt)t当时cr =21(2)78.89MPa确定管板设计压力 异号t， =| = 2.5 MPa4同号t， =max(|， |)=管板最小厚度计算计算厚度 = 62.19 mm设计厚度 d ,max(,t2s1Ch 68.19 mm管板厚度校核 合格换热管轴向应力计算及校核 : tMpa (单位)计算工况 计算公式 计算结果 许用值只有壳
8、程设计压力 ,管Ps程设 计压力 ：t=0=s-62.08合格时t0t只有管程设计压力 ,壳t程设计压力 :s=0=（ 1+） =1() 44.10合格时ttcr壳程设计压力 ,管程设Ps计压 力 同时作用:tPcs()-2.5合格换热管与管板连接拉脱力计算及校核拉脱力 q =39.91 MPa校核 合格注：带号的材料数据是设计者给定的。开孔补强计算 计算单位接 管: a, 325 10 计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法 , 单 孔设 计 条 件 简 图计算压力 pc 2.5 MPa设计温度 200 壳体型式 圆形筒体壳体材料名称及类型20(GB8163)管材壳
9、体开孔处焊接接头系数 0.85壳体内直径 Di 900 mm壳体开孔处名义厚度 n14 mm壳体厚度负偏差 C1 0.0 mm壳体腐蚀裕量 C2 2.0 mm5壳体材料许用应力 t170 MPa接管实际外伸长度 56 mm接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 10(GB8163)接管焊接接头系数 0.85 名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2.0 mm 补强圈材料名称接管厚度负偏差 C1t 0.0 mm 补强圈厚度负偏差 C1r 0.0 mm接管材料许用应力 t 101 MPa 补强圈许用应力 t 170 MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 7.82 mm 接管计算厚度 t 8 mm补强圈强度削弱系数 frr 0.4 接管材料强度削弱系数 fr0.594开孔直径 d 300 mm 补强区有效宽度 B 618 mm接管有效外伸长度 h1 56 mm 接管有效内伸长度 h2 0.0 mm开孔削弱所需的补强面积A 2467.18 mm2 壳体多余金属面积 A1 54.45 mm2接管多余金属面积 A2 212.89 mm2 补强区内的焊缝面积 A3 36 mm2A1+A2+A3= mm2 303.34补强圈面积 A4 3684.5mm2 A-(A1+A2+A3) 2163.84 mm2结论: 根据 GB150 第 8.3 节的规定,本开孔另行补强。
