热交换器设计计算.doc

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1、热交换器设计计算一、基本参数管板与管箱法兰、壳程圆筒纸之间的连接方式为e型热交换器公称直径DN600，即Di=600mm换热管规格φ382，L0=3000mm换热管根数n=92管箱法兰采用整体非标法兰管箱法兰/壳体法兰外直径Df=760mm螺柱孔中心圆直径Db=715mm壳体法兰密封面尺寸D4=653mm二、受压元件材料及数据以下数据查自GB150.2—2011；管板、法兰材料：16Mn锻件NB/T47008—2010管板设计温度取10℃查表9，在设计温度100℃下管板材料的许用应力：178Mpa（δ≤100mm）查表B.13，在设计温度100℃壳体/管箱法

2、兰/管板材料的弹性模量：壳程圆筒材料：Q345RGB713壳程圆筒的设计温度为壳程设计温度查表2，在设计温度100℃下壳程圆筒材料的许用应力：189Mpa（3mm＜δ≤16mm）查表B.13，在设计温度10℃下壳程圆筒材料的弹性模量查表B.14在金属温度20℃~80℃范围内，壳程圆筒材料平均线膨胀系数：管程圆筒材料：Q345RGB713管程圆筒的设计温度为壳程设计温度按GB/T151—2014中7.4.6.1规定，管箱圆筒材料弹性模量，当管箱法兰采用长颈对焊法兰时，取管箱法兰的材料弹性模量，即换热管材料：20号碳素钢管GB9948换热管设计温度取100℃查表

3、6，在设计温度100℃下换热管材料的许用应力（δ≤16mm）查表B.3，设计温度100℃下换热管材料的屈服强度（δ≤16mm）查表B.13，设计温度100℃下换热管材料的弹性模量查表B.13，换热管材料在沿长度平均的金属温度50℃下弹性模量：查表B.14，在金属温度20℃~50℃范围内，换热管材料平均线膨胀系数：螺柱材料：35CrMoA查表12，室温下螺柱材料的许用应力查表12，设计温度100℃下螺柱材料的许用应力一、管板计算a.确定管板布管方式及各元件结构尺寸换热管为转角正三角形排列换热管中心距S=48mm壳程圆筒计算厚度δ=壳程圆筒设计厚度按GB713—

4、2014钢板负偏差：C1=0.3mm按照GB/T151表7-1，对于不可抽管束的固定管板式热交换器，其壳程圆筒最小厚度（包含1mm腐蚀裕量）为10mm，取δs=16mmb.计算α、A、A1、As、Kt、λ、Q、β、∑s、∑t、、At、Dt、ρt一根换热管管壁金属的横截面积α=壳程圆筒内径横截面积管板开孔后的面积圆筒壳壁金属横截面积设管板名义厚度，换热管伸出管板长度为1.5mm换热管有效长度（两管板内侧间距）：管束模数系数壳体不带波形膨胀节时，换热管束与圆筒刚度比：系数系数系数换热管受压失稳当量长度lcr=1154mm系数换热管回转半径系数换热管稳定许用压应力

5、a.对于其延长部分兼作法兰的管板，计算Mm，按GB150.3—2011第7章确定Mp，取pt作为法兰计算压力。垫片接触面宽度按GB150.3—2011表7-1计算：垫片基本密封宽度，垫片有效密封宽度按GB150.3—2011中7.5.1.3b）规定，垫片压紧力作用中心圆直径：按GB150.3—2011表7-4：垫片压紧力的力臂查GB150.3—2011表7-2，垫片系数m=3，比压力y=69Mpa预紧状态下需要的最小螺柱载荷：操作状态下需要的最小螺柱载荷：预紧状态下需要的最小螺柱面积操作状态下需要的最小螺柱面积需要的螺柱面积基本法兰力矩内压引起的作用于法兰内

6、径截面上的轴向力a.假定管板计算厚度δ，计算b.按查管板第一弯矩系数m1、系数G2，计算系数ψ查GB/T151—2014图7-12得m1=？？c.管板第二弯矩系数m2按查GB/T151—2014图7-14a得m2=2.43a.对于其延长部分兼作法兰的管板，计算M1、ξ、、，由GB/T151—2014图7-15按K和Q查G3。b.计算换热管与壳程圆筒的热膨胀变形差γ和系数c1~c6