1、冷凝器强 度 计 算 书 共 页 第 页资 料 来 源 编 制 标准化校 对 审 定提出部门 审 核 批 准标记 处数 更改文件号 签 字 日期 批准文号 日 期一、设计条件设计压力 P =1.4 Mpa, 设计温度 t = 55，容器内径 D = 800mm筒体长 L = 5.3m，焊缝系数 =0.95，腐蚀裕度 C 2 =1mm壳体壁厚 n = 8mm，管板 = 30mm壳体材料 16MnR，许用应力 t =170MPa管板材料 16MnR, = 30mm，许用应力 t =157MPa接管材料 20#钢管，腐蚀裕度 C2 =1mm，许用应力 t =137Mpa强度削弱系数 f r = /
2、t = 137/170 = 0.81。容器结构简图如下所示二、筒体壁厚计算厚度 = PDi(2 tP) = 1.4800(21700.95 1.4) = 3.49标记 处数 更改文件号 签 字 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期设计厚度 d = +C 2 =3.49 + 1 =4.49 mm按 GB709, 取管板厚度负偏差 C1= 0.25 mm取名义厚度 n =8mm三、管板计算冷凝器管子与管板胀管连接，管板为固定式管板，不兼作法兰。1. 管板计算厚度=8+d /12=8+20/12=9.67mm d管孔直径管子中心距 S=23mm管板材料的 100Mpa, 且管子为光亮铜管管板厚
3、度 n = 2.8(S/d)1 = 2.8(23/20)1 = 18.67mm现管板名义厚度 n = 35mm ，满足强度要求。2. 管子与管板胀接强度校核接触面应力 t =W3.14doSn W一根管子支承的负荷管端外径 do=19.6mmW=P面积 abcdefghka = 1.4(232019.6 24 ) = 221.8N t =221.8 (3.1419.630) = 0.12 MPa钢管板与铜管连接时，许用接触应力 t = 1.2MPa t t，满足接触面强度要求。3. 管板无管束部分的强度计算3.1 管板的计算厚度按式(E.9) 计算，其厚度：标记 处数 更改文件号 签 字 日期
4、 标记 处数 更改文件号 签 字 日期= l （ pC ） 0.5 其中：与筒体内径圆和外侧管孔轴线相切的最大圆直径 d = 245 mm 时, l= d/（ 2 ） 0.5= 245 /（ 2 ） 0.5 = 173.3 mm C-根据最大圆的相应支承点类型确定的系数，按 JB/T4750-2003 规定中表 24 取平均值，C=(1.9+3.2) 2 = 2.55故 = 173.3 l .4( 2.55157 ) 0。5 = 9.47 mm3.2 管板的许用压力按(E.10)式计算：p=C t( n-C2)2/l2 n管板名义厚度， n =30mm；C2腐蚀裕度，按 E.1.1 C2=1
5、mm；p设计压力，p=1.4Mpa；p许用压力， Mpa； t管板材料设计温度下的许用压力， t =157Mpa；l支撑的间距，取支撑中心水平间距和垂直间距的平均值，l=173.3 mm (见上述 3.1)；C系数，按 E.1.3.2 规定选取，C=2.55mm(见上述 3.1)；p=C t( n-C2)2/l2 =2.55157(30-1)2/173.32 = 11.2 Mpa设计压力小于管板许用应力。4. 冷凝器管板厚 30 mm，能满足强度及刚度要求。四、壳体开孔补强计算壳体上开有一个 2198 进气管孔,一个 1085 排液管孔, 一个1595 储液管孔.标记 处数 更改文件号 签 字
6、 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期筒体名义厚度 n =8 mm ，计算厚度 = 3.49 mm有效厚度 e =n C = 81.25 =6.75 mm厚度附加量 C = C1+ C2 = 1+0.25= 1.25 mm因开孔均未通过焊缝,故开孔处焊缝系数取为 1。开孔补强用筒体计算厚度= PDi/(2 -P) = 1.4800/(2170-1.4) = 3.31 mm圆筒开孔补强计算20-2198钢管腐蚀裕量 C2=1 mm， 焊缝高度=9 mm接管外伸高度 h1=152 mm， 接管内伸高度 h2=0 mm接管名义厚度 nt = 8mm， 接管许用应力 = 137MPa接管厚度附加
7、量 C=C1+C2= nt12.5%+C2=1+1=2 mm强度削弱系数 fr = 137/170 = 0.811.开孔方法判别开孔直径 d=di+2C=(219-28)+22=207 mm开孔直径满足 GB150 要求，按等面积法补强。2.开孔所需补强面积 AA=d+2(nt - C)(1 - fr)=2073.31+23.31(8-2)(1-0.81)=692.8mm23.有效补强范围1) 有效宽度 B标记 处数 更改文件号 签 字 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期B=2d=2207=414B=d+2n+2nt=207+28+28=239取大值,B=414mm2) 有效高度 a.
8、外伸有效高度 h1 h1=sqr(dnt)=sqr(2078)=40.7h1=152取小值，h1=40.7mmb.内伸有效高度 h2 h2=sqr(dnt)=sqr(2078)=40.7h2=0取小值，h2=0mm4.有效补强面积1) 筒体多余金属面积 A1筒体有效厚度 e=n-C=8-1.25=6.75 mmA1=(B-d)(e-)-2(nt-C)(e-)(1-fr)=(414-207)(6.75-3.31)-2(8-2)(6.75-3.31)(1-0.81)=704.3mm22) 接管多余金属面积 A2接管计算厚度 t = Pd /(2 ) - P)= 1.4207/(21371)-1.4
9、)=1.06mmA2 = 2h1(nt-t- C)fr+2h2(nt-C -C2)fr标记 处数 更改文件号 签 字 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期= 240.7(8-1.12-2)0.81+20(8-2-1)0.81=321.8 mm2 A1+A2=704.3+321.8=1026.1 A = 692.8 筒体和接管多余金属面积大于需补强面积，无需另行补强。圆筒开孔补强计算20-1595钢管腐蚀裕量 C2=1 mm， 焊缝高度=6 mm接管外伸高度 h1=240 mm， 接管内伸高度 h2=0 mm接管名义厚度 nt = 5 mm， 接管许用应力 = 137MPa接管厚度附加量
10、C=C1+C2=nt12.5%+C2=0.625+1=1.625 mm强度削弱系数 fr = 137/170 =0.811.开孔方法判别开孔直径 d=di+2C=(159-25)+21.625=152.25 mm开孔直径满足 GB150 要求，按等面积法补强。2.开孔所需补强面积 AA=d+2(nt - C)(1 - fr)=152.253.31+23.31(5-1.625)(1-0.81)=508.2 mm23.有效补强范围1) 有效宽度 BB=2d=2152.25=304.5B=d+2n+2nt=152.25+82+25=178.25取大值,B=304.5mm标记 处数 更改文件号 签 字
11、 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期2) 有效高度 a.外伸有效高度 h1 h1=sqr(dnt)=sqr(152.255)=27.6h1=220取小值，h1=28mmb.内伸有效高度 h2 h2=sqr(dnt)=sqr(152.255)=27.6h2=0取小值，h2=0mm4.有效补强面积1) 筒体多余金属面积 A1筒体有效厚度 e=n-C=8-1.25=6.75 mmA1=(B-d)(e-)-2(nt-C)(e-)(1-fr)=(304.5-152.25)(6.75-3.31)-2(5-1.625)(6.75-3.31)(1-0.81)=519.4 mm22) 接管多余金属面积
12、A2接管计算厚度 t = Pd /(2 ) - P)= 1.4152.25/(21371)-1.4)=0.79 mmA2 = 2h1(nt-t- C)fr+2h2(nt-C -C2)fr= 228(5-0.79-1.625)0.81+20(5-1.625-1)0.81=117.3 mm2 A1+A2=519.4+117.3=636.5 A =509.1 筒体和接管多余金属面积大于需补强面积，无需另行补强。标记 处数 更改文件号 签 字 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期圆筒开孔补强计算20-1085钢管腐蚀裕量 C2=1 mm， 焊缝高度=5mm接管外伸高度 h1=234 mm， 接管
13、内伸高度 h2=0 mm接管名义厚度 nt = 5 mm， 接管许用应力 = 137MPa接管厚度附加量 C=C1+C2=nt12.5%+C2=0.625+1=1.625 mm强度削弱系数 fr = 137/170 =0.811.开孔方法判别开孔直径 d=di+2C=(108-25)+21.625=101.25 mm开孔直径满足 GB150 要求，按等面积法补强。2.开孔所需补强面积 AA=d+2(nt - C)(1 - fr)=101.253.31+23.31(5-1.625)(1-0.81)=340mm23.有效补强范围1) 有效宽度 BB=2d=2101.25=202.5B=d+2n+2
14、nt=101.25+28+25=127.25取大值,B=202.5mm2) 有效高度 a.外伸有效高度 h1 标记 处数 更改文件号 签 字 日期 标记 处数 更改文件号 签 字 日期h1=sqr(dnt)=sqr(101.255)=22.5h1=172取小值，h1=22.5mmb.内伸有效高度 h2 h2=sqr(dnt)=sqr(101.255)=22.5h2=0取小值，h2=0mm4.有效补强面积1) 筒体多余金属面积 A1筒体有效厚度 e=n-C=8-1.25=6.75 mmA1=(B-d)(e-)-2(nt-C)(e-)(1-fr)=(202.5-101.25)(6.75-3.31)-2(5-1.625)(6.75-3.31)(1-0.81)=344 mm22) 接管多余金属面积 A2接管计算厚度 t = Pd /(2 ) - P)= 1.4101.25/(21371)-1.4)=0.52mmA2 = 2h1(nt-t- C)fr+2h2(nt-C -C2)fr= 222.5(5-0.52-1.625)0.81+20(4.5-1.562-1)0.81=104.1 mm2 A1+A2=344+104.1=448 A = 340 筒体和接管多余金属面积大于需补强面积，无需另行补强。
