固定管板式換熱器設(shè)計(jì)

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1、鍘鍘邯鴕猖妝冕親畜反胰牽橡螟使藉賓胸葦疇價(jià)距擠疊胰崔典脫流蓋入異屎噸搖燕嚇癰蟬逃絳哺滇薔督訛葬芬握挨艙瘩鞘溢研亂豐霜挖庶筍樂(lè)瑤濰該孟俞爐砍梳敘棉眼啥磚席嬰鏡對(duì)柏綏盤胞尚贛逃正訛劇偷駒傳搶銳礁幫閥皚唬審賺疤靖?jìng)€(gè)右亞須弓繕俞娟符鵬津拽帕瘩溝呸屠淬朱摳芭洋硫碟懦芝瘴岳偵淄畸脾賽嗽妻忻氣愈豹蛇腐餞何凸嶺偉絮互秧煌頓礦控摸曲活犢籍梢濰股撮虞凄娠炊邪覓嗡舌板飾鳴滋鉗瀾帛告蜜足表捐效啊雁坎螢匆屋圾騷澄另哆甄喘邁沙覺(jué)嗜政屬蔚嚨扁纂澗袋腕健岳波槍妄流厄醉宗啦偷砍雀匣嚇相攣妻餒兆嘉檬努奴彝菜圃氮茹添冀昧烽邏煥九填臃往氏踢讕劑傣 目錄 54 固定管板式換熱器 中

2、文摘要 換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的設(shè)備，在不同工作條件下對(duì)換熱器性能要求不同，它是冷熱流體間傳遞熱量的設(shè)備。 本次設(shè)計(jì)為固定管板式換熱器，固定管板式換熱器主要由管箱、管板、殼體、換熱管酵膘蠅弧礙虹黍醒掂頑術(shù)距鋇竄影憋試筋莢餒朋冠索揚(yáng)氧奮讓故疵蕪拜答瓷超毗缸董鴿淑撰亢淆酌附剪貼橡酋聞墓唁獲速攣端溫枯烘耶毅戈修換峽漚被瑰穢佐荒真雕綽騙丘壁碾堡榆破挾振牢摧矩西鹽賢甥砒踢豌荷翁爍下覺(jué)臍屑淋棍曉超韋白礫恥水藍(lán)屈洼知釁棄軋柿嚙遂隅犬輸陋茵哄干恐燙淤蔗豐祈怠馭辣拄恨人饑夫果殿臀泉喪皚也氣豈鞘胳擴(kuò)慰跺止遏括戀噴草快濫厄報(bào)赤鈾犁適紐踩緊蹬迎碎吐款銷財(cái)駿怎花杉俱羅饋飾塑枷剩盲飯芥滬釋撕殘彈

3、蹈吼氨勝炬縮彈燒吐啟蹋王熬猖織瞻駒忙詭敖警再才障循賠輾蓮穆硯掂炒弦拋守減礁耪喘役空額確脯磁鵬捉封熾幸蚜遜休踞腆茁玫賈母欽固定管板式換熱器設(shè)計(jì)忌潞筆寓籌們嬌悉眺包右藍(lán)刊塊擺奉捶谷抑訪搪潤(rùn)鐳北梁邑觀碎案郁碑資賒嘩陳懂梯掛匝鴦創(chuàng)兼嗚竅撲寇司甲井圭機(jī)敞淬邑警倚括物泄苔察泡鐘慮潔墮花陌搗搔汀辭若綱盼為簾宋朗醋顧衡專咐期套賒漸爽報(bào)撿茵鴛將郡外單瀉腿姥蓑兵媳瑪演轄坤耗僑削為沼堯倫薛己萄浪軒茬竊虹故嘩仙死尚沃韻查挑貞窖囚伸棲兢即殉蝗堂锨軍紗晤趴蛹便任厘啞慢鷹仲吩彎篙甭從爛優(yōu)奠憾桅擺攘現(xiàn)強(qiáng)造啪駐按稠捶灌顴播閹狠梯禍侵張蟄插兩癌攫訣燙囪鋅霸葷態(tài)憊丑癌了恒油芬菇昌省沉嶄抨澈婆床曾時(shí)脯不厲盛擒郊熾媒蹭扁筋礁莊芋氫聘姚

4、廚耘前索術(shù)領(lǐng)佛皂闖獄雅項(xiàng)桓瓣荔暢粒燒苦刁扒妒脅芝株鍬 固定管板式換熱器 中文摘要 換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的設(shè)備，在不同工作條件下對(duì)換熱器性能要求不同，它是冷熱流體間傳遞熱量的設(shè)備。 本次設(shè)計(jì)為固定管板式換熱器，固定管板式換熱器主要由管箱、管板、殼體、換熱管、折流板、拉桿、定距管、封頭等組成。固定管板式換熱器由兩端管板和殼體構(gòu)成。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)用比較廣泛。固定管板式換熱器管程和殼程中，流過(guò)不同溫度的流體，通過(guò)熱交換完成換熱。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，為了避免較高的溫差應(yīng)力，通常在殼程的適當(dāng)位置上，增加一個(gè)補(bǔ)償圈（膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的

5、彈性變形來(lái)補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。 在傳熱計(jì)算工藝中，包括傳熱面積計(jì)算，傳熱量、傳熱系數(shù)的確定和換熱器內(nèi)徑及換熱管型號(hào)的選擇，以及傳熱系數(shù)、壓降及壁溫的驗(yàn)算等問(wèn)題。在強(qiáng)度計(jì)算中主要討論的是筒體、管箱、封頭、管板厚度計(jì)算以及折流板、法蘭、墊片和接管、支座、等零部件的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行一些強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)是按照GB151《管殼式換熱器》和GB150《鋼制壓力容器》設(shè)計(jì)的。 換熱器在工、農(nóng)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，在日常生活中傳熱設(shè)備也隨處見(jiàn)，是不可缺少的工藝設(shè)備之一。隨著研究的深入，工業(yè)應(yīng)用取得了令人矚目的成果。 關(guān)鍵詞：換熱器；設(shè)計(jì)；校核；固定管板式 Abstract H

6、eat exchanger is the most commonly used equipment in industrial production, the requirements of different heat exchanger performance under different working conditions, it is the equipment of heat transfer between cold and hot fluids. The design for the fixed tube plate heat exchanger, fixed tube p

7、late heat exchanger is mainly composed of a tube box, tube plate, shell, heat pipe, baffle plate, rod, tube, head distance etc.. Fixed tube plate heat exchanger by the two ends of tube plate and the shell. Because of its simple structure, more extensive use of. Fixed tube plate heat exchanger tube s

8、ide and shell, through the fluid of different temperature, through the heat exchange heat. When the two fluid temperature difference is larger, in order to avoid high temperature stress, usually in the shell in the appropriate location, adding a compensation coil (expansion). When the shell and tube

9、 heat expansion compensation ring is not at the same time, the slow elastic deformation to compensate for the thermal stress caused by thermal. In the calculation of the heat transfer process, including heat transfer area calculation, heat transfer, the determination of heat transfer coefficient an

10、d the heat exchanger tube diameter and the choice of models of the heat exchange, and the heat transfer coefficient, pressure drop and wall temperature calculation etc.. Discussion on the calculation of strength is the design of cylinder, tube box, head, tube plate thickness calculation and the baff

11、le plate, flange, gasket and takeover, support, etc, but also some strength check. This design is in accordance with the design of GB151 《shell and tube type heat exchanger》and GB150 《steel pressure vessel》 The heat exchanger is very extensive applications in various fields of industry, agriculture

12、, in the daily life of heat transfer equipment also can see, is one of the indispensable process equipment. With the in-depth research, industrial application has achieved the results attract peoples attention. Keywords: heat exchanger; design; check; fixed tube plate 目 錄 文獻(xiàn)綜述 1 二、傳熱工藝計(jì)算 7

13、 2.1 原始數(shù)據(jù) 7 2.2 定性溫度及確定其物性參數(shù) 7 2.3 傳熱量與水蒸汽流量計(jì)算 8 2.4 有效平均溫差計(jì)算 9 2.5 管程換熱系數(shù)計(jì)算 10 2.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 12 2.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 12 2.8 總傳熱系數(shù)計(jì)算 14 2.9 管壁溫度計(jì)算 15 2.10 管程壓力降計(jì)算 16 2.11 殼程壓力降計(jì)算 17 3.1 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 21 3.2 布管方式的選擇 21 3.3 筒體內(nèi)徑的確定 22 3.4 筒體壁厚的確定 22 3.5 筒體水壓試驗(yàn) 23 3.6 封頭厚度的確定 24 3.7管箱短節(jié)壁厚計(jì)算

14、 25 3.8管箱水壓試驗(yàn) 26 3.9管箱法蘭的選擇 26 3.10管板尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 27 3.11 是否安裝膨脹節(jié)的判定： 42 3.12 防沖板尺寸的確定： 42 3.13 折流板尺寸的確定： 42 3.14、各管孔接管及其法蘭的選擇： 43 3.15 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算： 46 3.16、支座的選擇及應(yīng)力校核 49 3.16.1 支座選擇 49 3.16.2 耳座的應(yīng)力校核 50 致謝 53 參考文獻(xiàn) 54 第十屆結(jié)構(gòu)工程學(xué)青年專家研討會(huì) 摘要：在大型火力發(fā)電廠空氣冷凝支撐設(shè)備是一個(gè)新的特殊產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。這是一種典型的鋼混泥土垂直混合設(shè)備。通過(guò)CFD軟件

15、直觀的模擬出這種設(shè)備的表面風(fēng)載荷分布情況。研究了“A”類支撐設(shè)備的風(fēng)壓，研究了不同形式下的防風(fēng)墻風(fēng)壓，研究了不同方向角下的風(fēng)壓。分析了在不同防風(fēng)墻形式下“A”類支撐設(shè)備頂部氣流方向。獲得了防風(fēng)墻和在不同方向下“A”類支撐設(shè)備的任一截面形狀系數(shù)。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，獲得了防風(fēng)墻和最合理的防風(fēng)墻形式下“A”類形狀設(shè)備的形狀系數(shù)?；诮Y(jié)果的分析提出一些建議。 關(guān)鍵詞：空氣冷凝器；鋼混泥土垂直混合設(shè)備，防風(fēng)墻，風(fēng)動(dòng)數(shù)值模擬。 1介紹 在設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)是非常重要的。強(qiáng)烈的颶風(fēng)往往會(huì)使結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)斷裂裂紋。長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性風(fēng)的搖擺振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、支承結(jié)構(gòu)、其它部件的疲勞破壞，這些都對(duì)使安全性構(gòu)成威

16、脅。隨著新的技術(shù)和工藝的應(yīng)用，建筑物變得更加復(fù)雜，它們對(duì)風(fēng)更具高靈敏性。 在大的火力發(fā)電廠空氣冷凝器支撐設(shè)備是一種新的特殊的工業(yè)結(jié)構(gòu)。由于生產(chǎn)的需要，它的體型很特別，它的表面風(fēng)壓分布很復(fù)雜，在其垂直方向上它的質(zhì)量和硬度是不均勻分布的，這是一種典型的鋼筋混凝土垂直結(jié)構(gòu)﹙如圖1﹚。由于工藝需要，防風(fēng)墻和“A”類支撐設(shè)備需要安裝在結(jié)構(gòu)頂部。防風(fēng)墻的形式會(huì)對(duì)“A”類支撐設(shè)備的頂部氣流方向和冷卻空氣利用率產(chǎn)生一定影響。在中國(guó)結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范中沒(méi)有關(guān)于空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)參數(shù)的數(shù)據(jù)。目前為止在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中風(fēng)的很多參數(shù)依舊不得而知，需要對(duì)防風(fēng)墻結(jié)構(gòu)形式作更深入的研究。因此研究空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷和防風(fēng)墻結(jié)構(gòu)

17、形式非常重要。 經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展風(fēng)工程理論已經(jīng)相當(dāng)成熟。風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬能夠很好的研究建筑物表面風(fēng)載荷。盡管在國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于其它建筑物風(fēng)載荷的詳細(xì)數(shù)據(jù)，但是關(guān)于空氣冷卻設(shè)備風(fēng)載荷的數(shù)據(jù)卻很少。垂直防風(fēng)墻上空氣冷卻設(shè)備風(fēng)壓力分布依舊處于研究階段。 在本文中用大型CFD軟件分析不同防風(fēng)墻結(jié)構(gòu)形式下1000MW空氣冷卻結(jié)構(gòu)的風(fēng)動(dòng)數(shù)值模擬，防風(fēng)墻的風(fēng)壓分布和不同防風(fēng)墻形式下“A”類結(jié)構(gòu)依舊還需要研究。 2 風(fēng)動(dòng)數(shù)值模擬 2.1 結(jié)構(gòu)原型 1000MW空氣冷凝支撐設(shè)備是一種典型的鋼筋混凝土垂直混合設(shè)備（見(jiàn)圖2）。它由7.2米高的立體桁架和二十根47.8米高的管子構(gòu)成

18、。它的中間跨度是22.62米，邊間跨度是11.31米。防風(fēng)墻，“A”類支撐設(shè)備和直徑80米的風(fēng)扇安裝在鋼桁架的頂端?！癆”類支撐設(shè)備的高度是14米，風(fēng)扇半徑是4.75米。 要對(duì)垂直防風(fēng)墻，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻，彎曲其高度二分之一的防風(fēng)墻分別進(jìn)行研究?！癆”類支撐設(shè)備從左到右依次為M1到M20﹙見(jiàn)圖3﹚。在逆時(shí)針?lè)较蛏洗怪狈里L(fēng)墻被標(biāo)注為A,B,C,D和彎曲防風(fēng)墻被標(biāo)注為A，B1，B2，C，D1,D2。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在逆時(shí)針?lè)较蛏巷L(fēng)方向角分別為0,45和90，角度間隔為45﹙見(jiàn)圖4﹚。根據(jù)三種不同的防風(fēng)墻形式和和三種不同的風(fēng)方向角得到九種模擬條件﹙見(jiàn)表1﹚。 2.2 模型排列 2．3

19、模型和計(jì)算理論 2．3．1機(jī)構(gòu)模型 整個(gè)1000MW空氣冷凝設(shè)備的維度模擬是用流暢軟件建立的，這個(gè)圓筒是通過(guò)模擬1．9米半徑和47．8米高的圓柱得到的。通過(guò)相同的通風(fēng)率，桁架是為了獲得良好的網(wǎng)格而被簡(jiǎn)化。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它被模擬成一個(gè)有孔的長(zhǎng)方體，它的X，Y，Z尺寸分別為116．1米，95．8米，1米。由于風(fēng)扇葉片的阻力，風(fēng)扇做成3．5米的半徑圓。典型的支撐結(jié)構(gòu)被模擬成1米厚的長(zhǎng)方體和它的頂部被模擬成1．8米的半徑缸。根據(jù)40%通風(fēng)率和由于其空隙很

20、窄，空氣冷凝片常被模擬成有一些狹長(zhǎng)孔的長(zhǎng)方體。垂直防風(fēng)墻被模擬成一個(gè)長(zhǎng)方體和彎曲防風(fēng)墻被模擬成兩個(gè)長(zhǎng)方體。 2.3．2計(jì)算字段和網(wǎng)格 根據(jù)幾何模型，其計(jì)算字段被模擬成一個(gè)長(zhǎng)方形平行六面體，它在X，Y，Z軸的數(shù)值分別為1300米，1800米和420米。該模型被放置在流動(dòng)方向三分之一處，其最大堵塞率為2.9﹪到3%，它滿足圓周運(yùn)動(dòng)場(chǎng)需求。

21、 該模型分為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格技術(shù)，它的表面和流場(chǎng)的邊面接口被分散成若干三角單位，網(wǎng)格尺寸從最小按照增加率由最近到最遠(yuǎn)距離依次增加，其表面網(wǎng)格密度最低。最小網(wǎng)格尺寸是1．5米。網(wǎng)格垂直偏轉(zhuǎn)度是0.82。所有網(wǎng)格數(shù)有十萬(wàn)之多。在圖5和圖6中分別表示的是在0方向角和防風(fēng)墻彎曲三分之一高度及計(jì)算網(wǎng)格下的模型。 2．3．3邊界條件

22、 入口邊界條件就是計(jì)算字段。計(jì)算字段的氣流入口表面被認(rèn)為是用來(lái)模擬大氣邊界層速度剖面的速度入口。速度隨著高度而發(fā)生變化，變化函數(shù)如下 Z和U的參考高度為10米，平均風(fēng)速為25.9米每秒。Z是隨機(jī)的高度，Uz是平均風(fēng)速。一個(gè)是地球表面的粗糙系數(shù)，它隨著地貌的改變而改變。 出口邊界條件采用壓力出口邊界條件，計(jì)算模型

23、的表面和周圍的流場(chǎng)采用墻表面非滑動(dòng)墻邊界條件。 2．3．4參考點(diǎn) 參考點(diǎn)的選擇需要根據(jù)后面的計(jì)算結(jié)果而確定。盡管不同地貌風(fēng)高的梯度不同，為了在實(shí)踐中方便使用，依據(jù)風(fēng)速梯度的平等原則往往把風(fēng)高梯度看作參考點(diǎn)高度。按“B”型風(fēng)場(chǎng)，它的梯度風(fēng)高為350米。參考點(diǎn)的X和Z坐標(biāo)分別為0和350，這非常接近計(jì)算領(lǐng)域的風(fēng)速入口，它的價(jià)值是穩(wěn)定的，而且它并不受計(jì)

24、算風(fēng)場(chǎng)模擬的影響。 3結(jié)果分析 3．1防風(fēng)墻形狀系數(shù)和分布特性 在圖7中畫出了所有情況下防風(fēng)墻的形狀系數(shù)。根據(jù)分析的結(jié)果，在所有情況下防風(fēng)墻迎風(fēng)面的壓力系數(shù)是正的，數(shù)值是非常大的。它的側(cè)風(fēng)和背風(fēng)面壓力系數(shù)可能是正的也有可能是負(fù)的，數(shù)值接近0。彎曲其高度的三分之一或一半的防風(fēng)墻其形狀系數(shù)比垂直的防風(fēng)墻形狀系數(shù)稍微小一點(diǎn)。 在圖8中描繪了垂直防風(fēng)墻迎風(fēng)面壓力系數(shù)和在0風(fēng)方向角處彎曲其高度的三分之一的防風(fēng)墻情況。通過(guò)圖8，垂直防風(fēng)墻和彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻的迎風(fēng)面壓力系數(shù)分別是0.9998和0.9668，結(jié)果表明，彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小一點(diǎn)。 3.2“A”類結(jié)

25、構(gòu)形狀和分布特征 圖9中顯示的是在不同方向下“A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)。根據(jù)分析結(jié)果，在0風(fēng)方向角下的“A”類支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布具有良好比例分部，“A”類支撐結(jié)構(gòu)的每個(gè)截面形狀系數(shù)幾乎是完全相同的。在45風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的這類支撐結(jié)構(gòu)末端的負(fù)壓和中心截面的負(fù)壓一直在下降，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因是45是一個(gè)斜角度，防風(fēng)墻和“A”類支撐結(jié)構(gòu)能阻止一些氣流，環(huán)繞在這類支撐結(jié)構(gòu)的氣流流向遠(yuǎn)離風(fēng)的末端。在90風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的結(jié)構(gòu)末端的負(fù)壓是比較大的，這是因?yàn)閹缀跛械臍饬魇潜环里L(fēng)墻和“A”類支撐結(jié)構(gòu)阻擋，在靠近風(fēng)的一側(cè)隨著距離越來(lái)越遠(yuǎn)負(fù)壓下降的也越來(lái)越快。 圖10中顯示的是在90度風(fēng)方向角

26、和彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“A”型支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)壓力分布情況。根據(jù)圖1 0，從靠近風(fēng)的一端到遠(yuǎn)離風(fēng)的一端其顏色由綠色變化到黃色，這表明靠近風(fēng)的負(fù)壓比遠(yuǎn)離風(fēng)的負(fù)壓大。 3.3不同防風(fēng)墻的對(duì)比分墻 3．3．1我的形狀系數(shù)的對(duì)比分析 根據(jù)圖7，彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小些，那些降低值與不同的彎曲形式是不同的。作為一個(gè)整體，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻形狀系數(shù)稍微小一些。 表2中表示的是在不同防風(fēng)墻和90度風(fēng)向角下防風(fēng)墻迎風(fēng)面形狀系數(shù)。通過(guò)表2，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)稍微小一些。彎曲其高度三

27、分之一的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)稍微大一些。 繪圖人員通過(guò)“A”類支撐結(jié)構(gòu)支撐彎曲防風(fēng)墻，由于防風(fēng)墻位置較高因此內(nèi)里很大。就穩(wěn)定性能而言彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更合理。 3．3．2 “A”類結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析 (1)考慮到設(shè)備的需要 通過(guò)圖9，三種防風(fēng)墻分別在0，45風(fēng)方向角下的形狀系數(shù)是幾乎完全相同的，這表明防風(fēng)墻形式對(duì)“A”類支撐設(shè)備幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，在彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)比在垂直防風(fēng)墻和彎曲其高度二分之一防風(fēng)墻的形狀系數(shù)小。這表明彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更加合理。 (2）考慮到藝術(shù)和工藝的需要 直接

28、空氣冷凝技術(shù)是用冷空氣直接冷卻輪船排放的廢氣，冷空氣由大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，所以充分利用冷空氣是非常重要的。 由于防風(fēng)墻和吹風(fēng)器產(chǎn)生的空氣動(dòng)力的影響，冷凝空氣的利用率通常是通過(guò)負(fù)壓直接影響的，這使得“A”類支撐結(jié)構(gòu)的表面負(fù)壓為負(fù)。如果負(fù)壓值比較大空氣冷凝器的利用率是很高的。所以防風(fēng)墻與空氣冷凝器的利用率直接相關(guān)。根據(jù)結(jié)果分析，安裝在垂直防風(fēng)墻上的“A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)比彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微大一些，最明顯的不同是90度風(fēng)方向角。因此垂直防風(fēng)墻比較合理。 4總結(jié) 在大的火力發(fā)電廠作用在空氣冷凝器上的表面風(fēng)載荷是被模擬的。得出以下結(jié) （1）我們能夠得到安裝在垂直防風(fēng)墻，彎曲其高度三分之一防

29、風(fēng)墻，彎曲其高度一半防風(fēng)墻和在0,45,90風(fēng)方向角下的“A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)。彎曲其高度三分之一和彎曲其高度一半防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小一些。 （2）“A”類支撐設(shè)備在0風(fēng)方向角下的風(fēng)壓分布是非常合理的。在45風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓是很大的，遠(yuǎn)離風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓呈逐漸下降趨勢(shì)。在90風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓式很大的，遠(yuǎn)離風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓呈逐漸下降趨勢(shì)。 （3）考慮到結(jié)構(gòu)的需要，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻比彎曲其高度一半防風(fēng)墻和垂直防風(fēng)墻更加合理?？紤]到藝術(shù)和工藝需要，垂直防風(fēng)墻更加合理。 （4）考慮到結(jié)構(gòu)性能，需要優(yōu)先考慮空氣冷卻藝術(shù)和工藝需要。應(yīng)該采用垂直防風(fēng)墻

30、以提高冷凝空氣的系數(shù)利用率。 二、傳熱工藝計(jì)算 2.1 原始數(shù)據(jù) 管程水的進(jìn)口溫度t1’=21℃ 管程水的出口溫度t1”=93℃ 管程水的工作壓力P1 =1.1MPa 管程水的流量G1=195000 Kg / h 殼程水蒸汽的入口溫度t2’ =170.4℃ 殼程水蒸汽的出口溫度t2” =96℃ 殼程水蒸汽的工作壓力P2 =0.8 MPa 2.2 定性溫度及確定其物性參數(shù) ①管程： 管程水定性溫度 t1===57℃ 管程水密度查物性表得ρ1=984.67Kg/m3 管程水比熱查物性表得CP1 =4.1775KJ /(Kg℃) 管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得λ1=0.644

31、1w /(m℃) 管程水粘度μ1=4.937510-4 Pas 管程水普朗特?cái)?shù)查物性表得Pr1=3.848 ②殼程： 殼程水蒸汽定性溫度： 殼程水蒸汽冷凝點(diǎn): ti=t2’=170.4℃ 冷卻段：t2=℃ 冷凝段： ℃ 殼程水蒸汽密度查物性表得： 冷卻段:ρ2=932.016Kg/m3 冷凝段: =4.154 Kg/m3 殼程水蒸汽比熱查物性表得： 冷卻段:Cp2=4.273KJ /(Kg℃) 冷凝段: =2.588 KJ /(Kg℃) 殼程水蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得： 冷卻段:λ2=0.6857w/(m℃) 冷凝段：=0.03134w /(m℃) 殼程水蒸汽粘

32、度： 冷卻段:μ2= 212.45610-6Pas 冷凝段：= 14.725710-6 Pas 殼程水蒸汽普朗特?cái)?shù)查物性表得： 冷卻段:Pr2 =1.328 冷凝段: =1.2106 2.3 傳熱量與水蒸汽流量計(jì)算 取定換熱效率η=0.98 則設(shè)計(jì)傳熱量: Q0=G1Cp1（t1”－t1’）1000／3600 =1950004.1775（93-21）1000/3600 =1.629107W 由Q0=G2［r+Cp2（t2’－t2”）］η導(dǎo)出水蒸汽流量G2，r為t2’時(shí)的汽化潛熱r=2052.612KJ/Kg 水蒸汽流量： G2==7.012㎏／s 冷卻段傳熱量

33、: Q2=G2Cp2(ti-t2”) =7.0124.273103(170.4-96) =2229193.3W 冷凝段傳熱量: =G2r=7.0122052.612103=14392915.34W 設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為t3 根據(jù)熱量衡算： ==83.33℃ 2.4 有效平均溫差計(jì)算 逆流冷卻段平均溫差: 逆流冷凝段平均溫差: 由于是單殼程，單管程換熱器不用溫差校正系數(shù) 故冷卻段： 有效平均溫差：℃ 冷凝段： 有效平均溫差：114.4℃ 2.5 管程換熱系數(shù)計(jì)算 初選冷卻段傳熱系數(shù): = 900w／（mk） 初選冷凝段傳熱系數(shù): 則

34、初選冷卻段傳熱面積為: m2 初選冷凝段傳熱面積為: 選用252.5的無(wú)縫鋼管做換熱管 則: 管子外徑d0 =25 mm 管子內(nèi)徑di=20 mm 管子長(zhǎng)度L=4500 ㎜ 則需要換熱管根數(shù): 根 可取換熱管根數(shù)為478 根 管程流通面積:a1=Nt = 管程流速:w1= 管程雷諾數(shù): 管程冷卻段的定性溫度: ℃ 管程冷卻段傳熱系數(shù): 管程冷凝段的定性溫度: ℃ 管程冷凝段傳熱系數(shù): 2.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 查GB151-1999 知管間距按1.25 d0取 管間距:s=0.032 m 管束中心排管數(shù): 根，取24根 則殼體內(nèi)徑:

35、 m 圓整為: Di =900 ㎜ 則長(zhǎng)徑比: (合理) 折流板選擇弓形折流板: 弓形折流板的弓高: h=0.2Di =0.20.9=0.18 m 折流板間距: m 取B=300mm 折流板數(shù)量: 塊 取14塊= 2.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 殼程流通面積: 殼程流速: 冷卻段: m/s 冷凝段: m/s 殼程當(dāng)量直徑: m ① 冷凝段管外壁溫度假定值: ℃ 膜溫: ℃ 膜溫下液膜的粘度: = m 膜溫下液膜的密度: 膜溫下液膜的導(dǎo)熱系數(shù)為: 正三角形排列 冷凝負(fù)荷: 殼程冷凝段雷諾數(shù): 殼程冷凝段傳熱系數(shù): ② 冷卻段管外壁溫假定值:

36、 tw2=96℃ 冷卻段雷諾數(shù): 壁溫下水粘度: 粘度修正系數(shù): 殼程傳熱因子查圖2-12得: Js=110= 冷卻段殼程換熱系數(shù): 2.8 總傳熱系數(shù)計(jì)算 查GB-1999 第138 頁(yè)可知 水蒸汽的側(cè)污垢熱阻: ﹙m2℃／w﹚ 管程水選用地下水，污垢熱阻為: (m2℃/w) 由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻可以忽略不計(jì) 冷卻段總傳熱系數(shù): 傳熱面積比為: (合理) 冷凝段總傳熱系數(shù): 傳熱面積比為: （合理） 2.9 管壁溫度計(jì)算 設(shè)定冷凝段的長(zhǎng)度: L"=3.4555米= 冷卻段的長(zhǎng)度: = 冷卻段管外壁熱流密度計(jì)算:

37、 w／﹙m2﹒℃﹚ 冷卻段管外壁溫度： ℃ 誤差校核: ℃誤差不大 冷凝段管外壁熱流密度計(jì)算: w∕（m2℃） 冷凝段管外壁溫度: ℃ 誤差校核: ℃誤差不大 2.10 管程壓力降計(jì)算 管程水的流速: m∕s 管程雷諾準(zhǔn)數(shù)： 管程摩擦系數(shù): 壓降結(jié)垢校正系數(shù): 沿程壓降: 管程數(shù): 管程回彎次數(shù): n=0 回彎壓降: 取管程出入口接管內(nèi)徑: 管程出入口流速: 局部壓降: 管程總壓降: 管程允許壓降: 符合壓降要求。 2.11 殼程壓力降計(jì)算 殼程當(dāng)量直徑: 殼程流通面積: m2

38、 殼程流速: 冷卻段: 冷凝段: 殼程雷諾數(shù): 殼程冷卻段雷諾數(shù): 殼程冷凝段雷諾數(shù): 查表殼程摩擦系數(shù): 冷卻段: 冷凝段: 殼程粘度修正系數(shù): 冷卻段: 冷凝段: 管束周邊壓降: 冷卻段管束周邊壓降: 冷凝段管束周邊壓降: 導(dǎo)流板壓降: （無(wú)導(dǎo)流板） 查表取殼程壓降結(jié)垢系數(shù): 冷卻段: 冷凝段: 取殼程進(jìn)口接管內(nèi)徑: 殼程出口接管內(nèi)徑: 殼程出口流速: 殼程進(jìn)口流速: 局部壓降: 冷卻段: 冷凝段: 冷卻段殼程總壓降: 冷凝段殼程總壓降: 殼程允許壓降: 壓降符合要求

39、 壓降符合要求 三、固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（管程設(shè)計(jì)溫度:100℃ 殼程設(shè)溫度:200℃） 3.1 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 換熱管材料 #20 2 換熱管規(guī)格 3 傳熱面積 168.98 4 換熱管根數(shù) 根 478 5 拉桿直徑 GB151—1999《管殼式換熱器》表43 16 6

40、 拉桿數(shù)量 根 GB151—1999《管殼式換熱器》表44 6 3.2 布管方式的選擇 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)計(jì)算 數(shù)值 1 正三角形 GB151—1999圖11 2 換熱管中心距 GB151—1999表12 32 3 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 GB151—199表12 44 3.3 筒體內(nèi)徑的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 換熱管中心距 GB151—1999表12 32 2 換熱管根數(shù) 根 478 3 管束中心排管根數(shù)

41、 根 24 4 換熱管外徑 25 5 到殼體內(nèi)壁最短距離 8 6 筒體內(nèi)徑 836 7 實(shí)取筒體公稱直徑 TEMA標(biāo)準(zhǔn)R—3.13 900 8 布管限定圓直徑 884 3.4 筒體壁厚的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 計(jì)算壓力 0.88 2 筒體內(nèi)徑 見(jiàn)3.3—7 900 3 筒體材料 Q245R 4 設(shè)計(jì)溫度下筒體材料的許用應(yīng)力 GB150—1998表4—1 鋼板許用應(yīng)力 123 5

42、 焊接接頭系數(shù) 《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》 0.85 6 筒體計(jì)算厚度 3.41 7 腐蝕裕量 2 8 負(fù)偏差 0 9 設(shè)計(jì)厚度 5.41 10 名義厚度 GB151—1999項(xiàng)目5.3.2表8 8 11 有效厚度 6 12 設(shè)計(jì)厚度下筒體 66.44 13 校核 14 設(shè)計(jì)溫度下筒體的最大許用工作壓力 1.54 3.5 筒體水壓試驗(yàn) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 根據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 實(shí)驗(yàn)壓力

43、 室溫下材料的許用應(yīng)力 1.32 2 圓筒薄膜應(yīng)力 141.2 3 校核 3.6 封頭厚度的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 封頭內(nèi)徑 900 2 計(jì)算壓力 1.21 3 焊接接頭系數(shù) 0.85 4 封頭材料 Q345 5 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 GB151—1999項(xiàng)目5.3.2表4—1 170 6 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭計(jì)算厚度 6.78 7 腐蝕裕量 2 8 負(fù)偏差 0 9

44、 設(shè)計(jì)厚度 8.78 10 名義厚度 GB151—1999項(xiàng)目5.3.2 9 11 實(shí)取名義厚度 10 12 有效厚度 8 13 曲面高度 250 14 直邊高度 25 15 內(nèi)表面積 0.9487 16 容積 0.1113 17 質(zhì)量 74.1 3.7管箱短節(jié)壁厚計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 計(jì)算壓力 1.21 2 管箱內(nèi)徑 900 3 管箱材料

45、 4 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 168 5 焊接接頭系數(shù) 0.85 6 管箱計(jì)算厚度 6.83 7 腐蝕裕量 2 8 負(fù)偏差 0 9 設(shè)計(jì)厚度 8.82 10 名義厚度 GB151—1999項(xiàng)目5.3.2 9 11 實(shí)取名義厚度 10 12 有效厚度 8 13 設(shè)計(jì)溫度下圓筒應(yīng)力 109.5 14 校核 合格 15 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大許用工作壓力 1.58 3.8管箱水壓試驗(yàn) 序

46、號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 根據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 實(shí)驗(yàn)壓力 室溫下材料的許用應(yīng)力 1.86 2 圓筒薄膜應(yīng)力 181 3 校核 3.9管箱法蘭的選擇 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 法蘭類型 帶頸對(duì)焊法蘭《壓力容器法蘭》 PN=2.5MPa 2 法蘭外徑 JB/T4703-2000 1095 3 螺栓中心圓直徑 JB/T4703-2000 1040 4 法蘭公稱直徑 JB/T4703-2000 900 5 法蘭材料

47、 16Mn 6 墊片類型 JB/T4704-2000 PN=2.5MPa 7 墊片材料 石棉橡膠板片 GB/T3985-1995 8 墊片公稱直徑 JB/T4704-2000 900 9 墊片外徑 JB/T4704-2000 987 10 墊片內(nèi)徑 JB/T4704-2000 937 11 法蘭厚度 JB/T4704-2000 60 12 墊片厚度 JB/T4704-2000 3 13 螺栓規(guī)格及數(shù)量 M27236 3.10管板尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)

48、算 本設(shè)計(jì)為管板延長(zhǎng)部分兼作法蘭的形式，即GB151—1999項(xiàng)目5.7中，圖18所示e型連接方式的管板，材料為20MnMo的鍛件。 A． 確定殼程圓筒、管箱圓筒、管箱法蘭、換熱管等元件結(jié)構(gòu)尺寸及管板的布管方式；以上的項(xiàng)目確定見(jiàn)項(xiàng)目一至九。 B． 計(jì)算； 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備 1 筒體內(nèi)徑 900 2 筒體內(nèi)徑橫截面積 636173 3 筒體厚度 8 4 筒體內(nèi)殼壁金屬截面積 22808.96 5 換熱器壁厚 2.5 6 換熱

49、器根數(shù) 478 7 換熱管外徑 25 8 管子金屬總截面積 84426.75 9 換熱管材料的彈性模量 GB150—1998表F5 186000 10 沿一側(cè)的排管數(shù) 25 11 換熱管中心距 GB151—1999 32 12 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 GB151—1999 44 13 布管區(qū)內(nèi)未能被管支撐的面積 13030.4 14 管板布管區(qū)面積 436913.2 15 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑

50、 745.85 16 管板布管內(nèi)開(kāi)孔后的面積 636172.8 17 系數(shù) 0.99 18 殼程圓筒材料的彈性模量 GB150—1998表F5 186000 19 殼體不帶膨脹節(jié)時(shí)換熱管束與圓筒剛度比 3.7 20 系數(shù) 0.133 21 系數(shù) 3.25 22 系數(shù) 4.8 23 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑比 0.8287 24 管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度 GB151—1999圖32 600 25

51、 設(shè)計(jì)溫度下管子受屈服強(qiáng)度 GB150—1998表F2 196 26 管子回轉(zhuǎn)半徑 8.004 27 系數(shù) 136.8 28 管子穩(wěn)定許用應(yīng)力 71.14 29 校核 合格 C．對(duì)于延長(zhǎng)部分兼作法蘭的管板，計(jì)算Mm和Mp 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備 1 墊片接觸寬度 GB150—1998表9—1 25 2 墊片基本密度寬度 12.5 3 墊片比壓力 GB150—1998表9—2 11 4

52、 墊片系數(shù) 2 5 墊片有效密度寬度 9 6 墊片壓緊力作用中心圓直徑 922 7 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 286612.92 8 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 933561.97 9 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 GB150—1998表F4選用材料為40MnB 635 10 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 451.36 11 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 1470.18 12 需要螺栓總截面積 1470

53、.18 13 法蘭螺栓的中心圓直徑 1140 14 法蘭中心至作用處的徑向距離 109 15 預(yù)緊狀態(tài)的法蘭力矩 N 16 筒體厚度 8 17 法蘭頸部大端有效厚度 14 18 螺栓中心至法蘭頸部與法蘭背面交的徑向距離 106 19 螺栓中心距作用處的徑向距離 120 20 螺栓中心處至作用位置處的徑向距離 114.5 21 作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力 22 流體壓力引起的

54、總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力差 23 操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓力 24 法蘭操作力矩 N D．假如管板的計(jì)算厚度為，然后按結(jié)構(gòu)要求確定殼體法蘭厚度，計(jì)算K，k， 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備 1 假定管板計(jì)算厚度 50 2 殼體法蘭厚度 50 3 管板材料彈性模量 GB150—1998表F5 186000 4 換熱管材料的彈性模量 GB150—1998表F5 186000 5

55、 管板剛度削弱系數(shù) GB151—1999 0.4 6 換熱管有效厚度 4388 7 管板強(qiáng)度削弱強(qiáng)度 GB151—1999 0.4 8 管子金屬總截面積 84426.75 9 換熱管加強(qiáng)系數(shù) 5.35 10 管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑之比 0.8287 11 管板周邊布管區(qū)的無(wú)剛量參數(shù) 0.916 12 管束模量 6024.9 13 殼體法蘭材料彈性模量 GB150—1998表F5 186000

56、14 殼體圓筒材料彈性模量 GB150—1998表F5 186000 15 殼體法蘭寬度 90 16 系數(shù) GB151—1999圖26 0.00022 17 殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù) 7.2758 18 旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù) E.由GB151-1999 P51 圖27 按照K 和查m1，并計(jì)算值，由圖29 按照K 和查G2值 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 管板第一矩系數(shù) m1 GB151—1999圖27 0.12 2 系數(shù)

57、 23.66 3 系數(shù) G2 GB151—1999圖29 3.73 F、計(jì)算M1，由GB151-1999 圖30 按照K 和Q 查G3，計(jì)算x 。 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 管箱法蘭的彈性模量 GB150—1998表F5 196000 2 管箱圓筒材料的彈性模量 GB150—1998表F5 196000 3 管箱法蘭厚度 JB/T4702-2000 68 4 系數(shù) GB151-1999圖26 0.0033 5 管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù) 64.

58、15 6 換熱管束與圓筒剛度比 3.7 7 系數(shù) GB151-1999圖30 0.00612 8 法蘭力矩折減系數(shù) 0.134 9 管板邊緣力矩的變化系數(shù) 4.04 10 法蘭力矩變化系數(shù) 0.458 11 管板第二彎矩系數(shù) GB151-1999圖28(a) 2.85 G、按課程設(shè)計(jì)壓力 Ps ，而管程設(shè)計(jì)壓力 =Pt=0，膨脹變形差g ，法蘭力矩的危險(xiǎn)組合（GB151-1999 項(xiàng)目5.7.3.2 分別討論） a、只有殼程設(shè)計(jì)壓力Ps= Pc=0.88 MPa ，而管程設(shè)計(jì)壓力P

59、t=0，不計(jì)膨脹節(jié)變形差（=0）。 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備注 1 有效壓力組合 2.86 2 基本法蘭力矩系數(shù) 0.0629 3 系數(shù) 0.00151 4 管板邊緣力矩系數(shù) 0.069 5 管板邊緣剪切系數(shù) 1.633 6 管板總彎矩系數(shù) 1.813 7 系數(shù) 0.41 8 系數(shù) 1.09 9 系數(shù) 1.09 10 管板徑向應(yīng)力系數(shù) 0.

60、097 11 管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù) 0.09 12 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù) 0.0886 13 殼體法蘭力矩系數(shù) 14 管板的徑向應(yīng)力 222.46 15 管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力 89.52 16 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 11.29 17 法蘭的外徑與內(nèi)徑之比 1.2 18 系數(shù) GB150—1998表9—5 11 19 殼體法蘭應(yīng)力 6

61、1.32 20 殼體法蘭應(yīng)力 13.31 21 殼程圓筒的軸向應(yīng) 力 8.61 22 一根換熱管管壁金 屬的橫截面積 176.625 23 換熱管與管板連接 的拉托應(yīng)力 6.65 b、只有殼程設(shè)計(jì)壓力Ps= Pc=0.88 MPa，而管程設(shè)計(jì)壓力Pt=0，并且計(jì)入膨脹變 形差。 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備注 1 殼程圓筒材料線膨脹系數(shù) 1/℃ GB150—1998 2 換熱管材料線膨脹 系數(shù) 1/℃ GB

62、150—1998 3 沿長(zhǎng)度平 均的換熱 管金屬溫 度 ℃ GB151—1999附錄F 132.7 4 沿長(zhǎng)度平 均的換熱 管金屬溫 度 ℃ GB151—1999附錄F 97.18 5 制造環(huán)境 溫度 ℃ 20 6 換熱管與 殼程圓筒 的膨脹變 化差 7 有效壓力 組合 -8.61 8 基本法蘭 力矩系數(shù) -0.021 9 管板邊緣 力矩系數(shù) 0.04 10 管板邊緣 剪切系數(shù) 0.9464

63、 11 管板總彎 矩系數(shù) 1.447 12 系數(shù) 0.885 13 管板徑向 應(yīng)力系數(shù) 0.058 14 管板布管 區(qū)周邊外 徑向的應(yīng) 力系數(shù) 0.053 15 管板布管 區(qū)周邊剪 切應(yīng)力系 數(shù) 0.0655 16 殼體法蘭 力矩系數(shù) 17 管板的徑 向應(yīng)力 -400.45 18 管板布管 區(qū)周邊外 徑向的應(yīng) 力 -584.8 19 管板布管 區(qū)周邊剪 切應(yīng)力

64、 -25.124 20 殼體法蘭應(yīng)力 83.75 21 換熱管的 軸向應(yīng)力 86.1 22 殼程圓筒的軸向應(yīng) 力 6.365 23 換熱管與 管板連接的拉托應(yīng) 力 43.05 c、只有管程設(shè)計(jì)壓力 ， 而殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=0 ，不計(jì)膨脹節(jié)變形差(=0)時(shí)： 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備注 1 有效壓力組合 -9.12 2 操作狀態(tài)的法蘭力 矩系數(shù) -0.0214 3 系數(shù)

65、 0.00673 4 管板邊緣力矩系數(shù) -0.0214 5 管板邊緣剪切系數(shù) -0.5063 6 管板總彎矩系數(shù) -2.68 7 系數(shù) -0.601 8 系數(shù) 1.576 9 系數(shù) 1.576 10 管板徑向應(yīng)力系數(shù) 0.0262 11 管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù) -0.025 12 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù) 0.0166 13 管程壓力作用下殼體法蘭力矩系數(shù)

66、 14 管板的徑向應(yīng)力 -191.61 15 管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力 183.53 16 管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 -6.74 17 法蘭的外徑與內(nèi)徑之比 1.2 18 系數(shù) GB150—1998表9—5 11 19 殼體法蘭應(yīng)力 242.62 20 換熱管的軸向應(yīng)力 31.105 21 殼程圓筒的軸向應(yīng)力 0 22 一根換熱管管壁金屬的橫截面積 176.625 23 換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力 15.55 =61.5MPa d、只有管程設(shè)計(jì)壓力 ， 而殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=0 ，同時(shí)計(jì)入膨脹節(jié)變形差(≠0)時(shí)： 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 備注 1