安徽理工大学毕业设计
d?4qi?28 mm ?u查GB/T17395-2008取管子?71?25mm 外壳接管开孔补强计算 (1)设计条件
计算压力：Pc?4.5MPa 计算温度：415℃
接管实际外伸长度：200mm 接管实际内伸长度：0mm 接管焊接接头系数：1 接管腐蚀裕量：3mm 接管厚度负偏差：C1?0mm 接管材料许用应力：????99MPa
（2）开孔补强计算
?——壳体计算厚度，mm；
t??39mm
?t——接管计算厚度，mm；
?t?
Pcdi2?????Pct?4.5?371?8.628mm
2?99?1?4.5fr——接管材料强度削弱系数
接管与母材材料相同、所以接管材料强度削弱系数为0
d——开孔直径，mm；
d?di?2?nt?2(C1?C2)?371.89?2?8?2?(3?0)?361.89mm
B——补强区有效宽度，mm；
B?2d?2?361.89?723.78mm
h1——接管有效外伸长度，mm；
h1?d?nt?361.89?8?53.8mm
h2——接管有效内伸长度，mm；
h2?0
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A——开孔削弱所需的补强面积，mm2；
A?d??2??et?1?fr??361.89?39?2?39?5.2??1?0??14271mm2
A1——壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2；A1??B?d???e????2?et??e????1?fr???723.78?361.89??51?39??2?5.2??51?39???1?0? ?2156mm2A2——接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2；A2?2h1??et??t?fr?2h2??et?C2?fr?11326mm2
A3——补强区内的焊缝面积，mm2；
1A3?2??8?8?64mm2
2Ae——有效补强范围内的计算补强截面积，mm2；
Ae?A1?A2?A3?64?2156?11271=13491mm2
因为Ae?A，所以不需另加补强。 结论：补强满足要求，不需另加补强。
4其他结构选择
4.1.1换热器支座选择和设计
鞍式支座如图2-9所示。鞍式支座在换热器上的布置，因L?3000mm，取
LB?(0.5~0.7)L。
图4-1 鞍式支座图
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在本换热器设计过程中，令LB?7000mm且令L'c?Lc?1000mm
查JB/T4712.1-2007标准，在DN1500mm~2000mm、120o包角重型带垫板或不带垫板鞍式支座结构：
鞍式支座结构表4-1
[12].JB/T4712.1-2007标准
卧式设备一般采用两个鞍座。这是因为基础水平高度有可能不一致，如果使用多个支座，将会造成支座反力分布不均匀，从而引起设备的局部应力增大，因此采用两个支座。
采用双支座时，一个鞍座为固定支座，地脚螺栓为圆孔；另一个鞍座为活动支座，地脚螺栓为长圆孔，配合两个螺母，第一个螺母拧紧后，倒退一圈，然后再用第二个螺母锁紧。这样，可以使设备在温度变化是自由伸缩。如图示：
δ4Ⅰ型Ⅱ型
图4-2 鞍式支座
JB/T4712.1-2007,鞍座BI 600-S 材料Q345R
置于对称分布的鞍座上卧式容器所受的外力包括载荷和支座反力。容器受重力作用时，双鞍座卧式容器可近似看成支承在两个铰支点上受均布载荷的外伸简
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支梁
支座的安放位置也有一定的标准，一般支座与壳体端面的距离A<0.2L，L为壳体的长度。
置于对称分布的鞍座上卧式容器所受的外力包括载荷和支座反力。容器受重力作用时，双鞍座卧式容器可近似看成支承在两个铰支点上受均布载荷的外伸简支梁[14]。在此次设计中我们对注满水时的静重情况进行校核计算。
鞍式支座结构数据表4-2
[10].GB150《钢制压力容器设计标准》
根据GB150钢制压力容器鞍座设计标准、公称直径为1600mm的容器、其鞍座的尺寸结构见表最后一条。
将鞍座的尺寸结构用表列出。
鞍座的尺寸结构表4-3
公称允直径 许DN 载荷 Q KN 鞍腹座 底 板 板 筋 板 垫 板 质量 kg e 弧长 带b1 ?1 ?2 l3 l1 b3 ?3 b4 ?4 l2 垫板 1600 796 250 1120 200 16 12 257 230 12 1870 320 10 40 960 146 [10].GB150《钢制压力容器设计标准》
鞍座高度 h 螺栓间距 增加100mm高度增加的质量,kg 18
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4.1.2法兰选择
压力容器法兰是压力容器的常用部件，是连接压力容器部件的基本元件。法兰应该是个组件，包括法兰垫片和连接螺栓或螺柱以及螺母。其作用是使不同的受压元件组合在一起，同时保证连接部位不产生泄露。[8]我国的压力容器法兰自成体系、目前最新的标准为JB/T4700-4707-2000<<压力容器法兰>>
压力容器法兰分类表4-4
[13].JB/T4700-4707-2000<<压力容器法兰>>
本次设计的换热器公称直径为1600mm，设计压力为4.5MPa,参考设计标准应当选择对焊法兰。 法兰分类
压力容器的法兰分类种类很多。按法兰的材料可分为：钢制法兰、有色金属法兰。 其他还有按制造工艺分类和按结构形式分类。
[13].JB/T4700-4707-2000<<压力容器法兰>>
一、 壳体法兰
我国压力容器行业，压力容器法兰分类主要按结构形式进行划分。本设计采用对焊法兰。
壳体接管采用平颈对焊法兰，由于管箱、壳体、浮头箱直径都不一样，因此
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