沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
筒体的设计厚度等于筒体的计算厚度与腐蚀裕量之和，即：
?d???C2 (3-2)
式中：C2——腐蚀裕量， C2=3mm
〥d=13.6+3=16.6mm
（3）筒体的名义厚度
筒体的名义厚度等于筒体的设计厚度加上钢板负偏差后向上圆整至钢板规格厚度。钢板负偏差C1=0，考虑到容器支座和开孔的影响，取筒体的名义厚度为〥n=18mm.
（4）筒体的有效厚度
筒体的有效厚度按式(3-3)计算：
?e??n?C1?C2 (3-3)
〥e=18-0-3=15mm
3.2.4 压力试验时应力校核 （1）水压试验压力
筒体的水压试验压力按式(3-4)计算：
pT?1.25p[?] (3-4) t[?]
式中：p——设计压力， p=3.36Mpa
???——试验温度下的材料许用应力，[?]t?150MPa
26
沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
PT=3.36X1.25X1=4.2Mpa
（2）压力试验允许通过的应力水平
[?]T?0.9?s? (3-5)
式中：?s——试验温度下的材料屈服极限，?s?305MPa
[?]T?0.9?s?=0.9x305x1=274.5Mpa
（3）试验压力下圆筒的应力
试验压力下圆筒的应力按式(3-6)计算：
?T?pT(Di??e)2? e?
?pT(Di??e)T?2?=4.2X(1200+15)/2X15X1=170.1Mpa
e?
（4）校核结论
?T?[?]T，水压试验较核合格，圆筒厚度满足水压试验要求。3.2.5 压力及应力计算 （1）最大允许工作压力
壳体的最大允许工作压力按式(3-7)计算：
[P2[?]t??ew]?D i??e
27
(3-7) (3-6)
沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
2[?]t??e=2x150x1x15/(1200+15)=3.704Mpa [Pw]?Di??e
（2）设计温度下计算应力
设计温度下壳体的计算应力按式(3-8)计算：
?t??t?
pc(Di??e) (3-8)
2?epc(Di??e)=3.36X(1200+15)/2X15=136Mpa
2?e3.3 换热器封头强度计算
3.3.1 管箱封头计算参数及材料力学性能
封头计算参数及材料力学性能与筒体相同
[7]
表3-2 封头计算参数及材料力学性能
材料
项目 内径
设计 温度
设计 压力
计算 设计温度下 压力 的许用应力
试验温度下的许用应力
设计温度下的屈服极限
符号
16MnR
Di
t
℃ 160
P
MPa 3.36
PC
MPa 3.36
[?]t
MPa 154
[?]
MPa 154
?s
MPa 305
单位 mm 数值 1200
（1）封头的焊接接头系数与筒体相同，Φ=1。 （2）封头的计算厚度
选择标准椭圆形封头，其计算厚度按式(3-9)计算：
28
沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
??(3-9)
KpcDi2[?]t??0.5Pc
式中：K——标准椭圆形封头K?1
??
KpcDi=1x3.36x1200/(2x154x1-0.5x3.36)=13.2mm
2[?]t??0.5Pc（3）封头的设计厚度
封头的设计厚度等于封头的计算厚度与腐蚀裕量之和，即：
?d???C2
式中：C2——腐蚀裕量，C2=3mm
?d???C2=13.2+3=16.2mm
（4）封头的最小厚度
对于标准椭圆形封头，其最小厚度为：
〥min=0.0015x1200=1.8mm
（5）封头的名义厚度
考虑到对容器筒体的加强，取封头的名义厚度为〥n=20mm （6）封头的有效厚度
?e??n?C1?C2=20-3-0=17mm
29
沈阳工业大学工程学院本科生毕业设计（论文）
（7）最大允许工作压力
封头的最大允许工作压力按式(3-10)计算：
2[?]t??e (3-10) [Pw]?Di?0.5?e
2[?]t??e=2x154x1x15/(1200+0.5x15)=3.83Mpa [Pw]?Di?0.5?e
3.3.2 壳体封头计算参数及材料力学性能
封头计算参数及材料力学性能与筒体相同，见表3-3
表3-3 封头计算参数及材料力学性能
设计温度
材料
项目 内径
设计 设计 计算
下 力
符号 Di
16MnR 单位 mm
试验温度下设计温度下的许用应力 的屈服极限
温度 压力 压力 的许用应
t ℃
P
PC [?]t MPa 150
[?]
?s
MPa 305
MPa MPa MPa 150
数值 1200 230 3.36 3.36
（1）壳体封头的焊接接头系数
封头的焊接接头系数与筒体相同，Φ=1。 （2）封头的计算厚度
选择标准椭圆形封头，其计算厚度按式(3-9)计算：
30