力臂 Lr??f2??n2cos?1?l
16430??36 2 2cos36?27.5mm?力矩
Mr?FrLr?5393845?27.5?148330737.5N
操作情况下法兰总力矩
MP?FD(LD?LG)?FT(LT?LG)?FrLr
=3918858（35-22.16）+175431（28.58-22.16）-148330737.5 =-96886333.26N·mm Jp?Dfo?DfiMP2
()=18560.6mm t???fDfiDfo?Dfi dfp?L?JP?L2
2?76?18560.6?76==
?232mm 综上所述 ?f?164mm
2.8开孔补强
设计压力 pc?3.71MPa 设计温度 t=200℃
接管规格 ?325?12mm的无缝钢管 筒体名义厚度 ?n?20mm 厚度附加量 C=2mm 焊接系数 ??0.85 短节材料 16MnR
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计算温度下的许用应力 ????159MPa
t接管材料 10号钢 其设计温度下的许用应力 ???n?98MPa
t开孔直接 d?di?2C?(325?2?12)?4?305mm
d?0.5Di?600mm
???tn98强度削弱系数 fr???0.616 t???159接管有效厚度 ?et??nt?C?12?2?10mm 开孔所需补强面积 A?d??2??et(1?fr)
= 305?16.58?2?16.58?7.5?(1?0.616) =5152.4mm2 有效宽度 B=2d
=2?305?610mm Bo?d?2?n?2?
=305+2?20?2?12?369mm 取两者中较大的 B=610
外侧的有效高度 h1?d?nt?305?12?60.49mm 接管实际外伸高度 h1?200mm 取两者较小值 h1=60.49mm
内侧有效高度 h2?d?nt?305?12?60.49mm 接管实际内伸高度 h2=0 取两者中较小值 h2?0
A1?(B?d)(?e??)?2?et(?e??)(1?fr)
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=(610-305)(18-16.58)-2
?12?(18?16.58)(1?0.616)
=419.5mm2 接管的计算厚度 ?t?Pcdi t2?????Pc3.71?325 2?98?0.85?3.71
?7.4mm? A2?2h1(?et??t)fr?2h2(?et??t)fr
=2?60.49?(12?7.4)?0.616?0=342.8mm2 A3焊缝金属截面面积，取焊脚为6mm
A3?2?0.5?6?6?36mm2
Ae?A1?A2?A3?419.5+342.8+36=798.3mm2>A 因为Ae>A 需要补强， 采用标准补强圈补强。
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结论
通过这次浮头式换热器的设计，了解到了浮头式换热器的基本组成和其内部的细节组成，并且设计计算了壳体，管板，管箱等厚度等一系列计算。浮头式换热器结构复杂，造价比固定管板式换热器要求高，设备笨重，材料消耗量大，制造密封性能要求高等不足，以后可以通过加强密封性能的设置等改善换热器，使其换热效果更高。
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参考文献
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