太原科技大学毕业设计（论文）
图4.3 可供选择的型式
4.1.7封头的设计
选用标准椭圆形封头，材料为Q345R。
1. 封头的壁厚计算
形状系数K?16[2?(Di2hi)]
2式中hi—曲面高度，hi?计算厚度??KPcDi14Di?150mm，即K?16[2?(6002?150)]?1
22[?]??0.5Pct?1?2.86?6002?189?1?0.5?2.86?4.56
最小成型厚度?min?4.56mm,根据GB/T25198-2010《压力容器封头》可查得相应的名义厚度为?n?10mm
有效厚度?e??min?C?10?1?0.3?8.7mm
2. 封头尺寸
选择以内径为基准的椭圆形封头，代号为EHA，其尺寸和结构如下：
JB4746-2002 公称直径DN/mm 600 总深度H/m 175 内表面积A/m 0.4374 2容积V/m3 0.0353 19
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表4.5 EHA椭圆形封头内表面积，容积
封头名义厚度 ?n，mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20
10.1 13.5 17.0 20.4 27.5 34.6 41.8 49.2 56.7 64.2 71.9 表4.6 EHA椭圆形封头质量
公称直径 DN 3 mm 600
图4.4EHA椭圆型封头结构
3. 封头的强度校核
对于标准椭圆形封头，K=1.0椭圆形封头的最大工作压力[pw]为
2?e[?]?KDi?0.5?etpw??2?8.7?189?11?600?0.5?8.7?5.44Mpa
4.1.8拉杆设计
1. 拉杆结构形式
换热管外径大于19mm，故选择拉杆定距管结构。
2. 拉杆选材
根据《化工设备设计手册》上卷，P716。单位：mm 拉杆的直径
换热管外径d 拉杆直径dn
20
25?d?27 16 太原科技大学毕业设计（论文）
拉杆数量 公称直径DN，mm 拉杆直径dn ，mm 16 4 ?400~?700 拉杆尺寸
拉杆直径dn 16 拉杆螺纹公称直径dn? 16 La Lb ?60 b 20 2.0 b×45°dnLaLLb 图4.5拉杆结构图
dn‘
拉杆应尽量布置在管束的外边缘，本设计采用四根拉杆。 4.1.9管板设计 1材料选择
选择管板材料为16MnR。 2管板结构
选择e型的连接方式即：管板与壳程圆筒连接为整体，其延长部分兼做法兰与管箱法兰用螺柱连接。管板的尺寸参照与设备法兰相配的凸面法兰的尺寸，管板外径760，厚度36，
具体结构见管板零件图。 3中心距地选取
本次设计换热管采用正三角形排列，其尺寸为?25?2.5mm，因此取换热器中心距为32mm。 4布管限定圆
对固定管板式换热器,布管限定圆的直径DL为
DL?Di?2b3
Di?圆筒内径,mm
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b3?固定管板式换热器管束最外层管束外表面至壳体内表面的最短距离,
8mm，do为换热管外径。
b3?0.25do,一般不小于
本次设计取b3=10mm，则DL=600-2×10=580mm。
表4.7 I级管束折流板和支持板管孔直径及允许偏差表 5拉杆孔的设计
拉杆孔直径d1?d?1.0?(12?1.0)mm?13mm ,d为拉杆直径。 拉杆与管板采用螺纹连接。螺纹深度l2?1.5dn,dn为拉杆螺纹孔公称直径,mm.
51?2m1m l2?1.5dn?1.? 8
6实际布管
实际布管数为201根，其中换热管197根，拉杆4根。 4.1.10换热管设计
在标准中选取换热管为?25?2.5mm，材料为20，长度为3000mm。 换热管与管板的连接采用强度焊，其尺寸如下：
mm
换热管最小伸出长度 换热管规格 外径×壁厚 l1 l2 最小破口深度l3 ?25?2.5mm 1.5 2.5 2 表4.8换热管与管板的连接采用强度焊
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图4.6换热管安装尺寸图
4.1.11接管设计 管程接管设计
接管内径d?4V?u
d?4V?u=4?1850/36003.14?4.94=0.13m
选取标准管子DN=300mm，材料为20。 4.1.12接管外伸长度
1. 各接管尺寸设计
暂定管壳程接管外伸长度均为150mm。
2. 管程接管位置的确定
无补强圈接管
L2?dH2?hf?C,mm，
式中C?4S(管箱壳体厚度)，且C?30mm，取C?60mm
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