4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
2.1.6 拉杆
拉杆结构形式：采用拉杆定距管结构，每根拉杆上最后一块折流板与拉杆的焊接，查文献[3]表4-7知拉杆直径为16mm，定距管选用?25?3mm无缝钢管
LaLLbd
图5 拉杆尺寸
查文献[3]表2知拉杆数量为4根，拉杆尺寸如图5所示：
表4 拉杆主要尺寸
公称直径dO/mm 16 La/mm 20 Lb/mm 60 拉杆孔深Ld/mm 20
2.1.7 防冲板
防冲板的作用：为了防止壳程物料进口处流体对换热管表面的直接冲刷，引起侵蚀及振动，应在流体入口处装置防冲板，以保护换热管。
防冲板的设置条件：对有腐蚀或磨蚀的气体和蒸汽（包括饱和蒸汽及汽液混合物）应设置防冲板。
由于壳程走蒸汽，故此换热器设置防冲板，将防冲板直接焊于壳体内壁上，防冲板的安装形式及开孔形式及尺寸如图6示。
15
4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
ACAh图6 防冲板结构
防冲板与壳体内壁的高度H1的确定，一般规定H1?(1?1)接管外径，
341故H1??50?20mm，查文献[6]可知，防冲板的边长A=110mm， C=20mm，
3L=20mm，h=20mm，取防冲板的厚度为5mm
L
2.1.8 接管
2.1.8.1 管程进、出口接管
查文献 [2]管程进口接管为?133?3mm，接管材料为20钢，查文献[2]表知设计温度下材料的许用应力????131MPa，取??0.9，则接管计算厚度为：
t??pcDi2?????pct?0.74?126?0.34mm （2-5）
2?131?0.9?0.74取厚度负偏差C1 =0.3mm，腐蚀裕量C2 =2mm，则
??C1?C2?0.34?0.3?2?2.64mm<3mm
即接管厚度合适。
管程进口接管轴向接管，接管伸出长度l=200mm 2.1.8.2 壳程进出、口接管
查文献[2]壳程进口接管为?50?3mm，接管材料为20钢，查文献[2]知设计温度下材料的许用应力????131MPa，取??0.9，则接管计算厚度为：
t16
4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
??pcDi2?????pct?0.25?44?0.042mm （2-6）
2?131?0.9?0.25取厚度负偏差C1=0.3mm，腐蚀裕量C2=2mm，则
??C1?C2?0.042?0.3?2?2.342mm<3mm
即接管厚度合适。
查文献[2]管程进口接管为?25?3mm，接管材料为20钢
2.1.9 膨胀节
查文献[5]知，当固定式换热器的壳体和换热管壁温差较小时，一般不需考虑设置膨胀节。此固定双管板换热器换热管壁温为131℃，而壳体壁温接近138℃，壁温差较小，故不需设膨胀节。
3 强度校核
3.1 接管开孔补强计算
3.1.1 壳程进出、口接管补强
开孔补强采用等面积补强法 接管计算厚度?t?pcDi2?????pct?0.25?44?0.042mm （3-1）
2?131?0.9?0.25接管有效厚度?et??nt?C1?C2?3?3?0.15?1?1.55mm （3-2） 开孔直径d?di?2C?44?2?(1?3?0.15)?46.9mm （3-3） 接管有效补强宽度B?2d?2?46.9?93.8mm （3-4） 接管外侧有效补强高度h1?d?nt?46.9?3?11.86mm （3-5）
17
4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
需要补强面积A?d??46.9?0.28?13.2mm2 （3-6） 可以作为补强的面积为
A1??B?d???e?????93.8?46.9??3.7?0.28??160.4mm2 （3-7）
A2?2h1??et??t?fr?2?11.86??1.55?0.043?147?28.7mm2 （3-8） 183(fr等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比，当该值大于1.0，取
fr=1.0)
A1?A2?160.4?28.7?189.1mm2?A?13.2mm2 该接管补强的强度足够，不需另设补强结构。
3.1.2 管程进口补强
开孔补强采用等面积补强法，接管开孔位于以椭圆形封头中心为中心80﹪封头内直径的范围内，故 接管计算厚度?t?pcDo2?????pct?0.74?133?0.35mm （3-9）
2?131?0.9?0.74接管有效厚度?et??nt?C1?C2?3?3?0.15?1?1.55mm （3-10） 开孔直径d?di?2C?127?2?(1?3?0.15)?129.9mm （3-11） 接管有效补强宽度B?2d?2?129.9?259.8mm （3-12） 接管外侧有效补强高度h1?d?nt?129.9?3?19.74mm （3-13） 需要补强面积A?d??129.9?0.72?93.53mm2 （3-14） 可以作为补强的面积为
A1??B?d???e?????259.8?129.9??3.7?0.72??376.71mm2 （3-15）
A2?2h1??et??t?fr?2?19.74??1.55?0.35?147?35.85mm2 （3-16） 18318
4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
(fr等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比，当该值大于1.0，取
fr=1.0)
A1?A2?376.71?35.85?412.56mm2?A?93.53mm2 该接管补强的强度足够，不需另设补强结构。
3.2 法兰强度计算
3.2.1 法兰垫片参数
查文献[4]表7-2知非金属软垫片的垫片系数m?2.0，比压力y?11MPa 垫片密封基本宽度有： b0?18?9mm>6.4mm，所以，垫片有效密封宽度2b?2.53bo?2.53?9?7.59mm （3-17） DG?垫片接触的外径减去2b
即DG?D?2b?439?2?7.59?423.82mm （3-18）
3.2.2 垫片预紧力
(1)预紧状态下需要的最小垫片预紧力：
423.82×7.59×11=111108N （3-19） FG?Fa?3.14DGby=3.14×
(2)操作状态下需要的最小垫片预紧力：
FG?Fp?6.28DGbmPc （ 3-20） =6.28×423.82×7.59×2.0×1.0=45169.5N
3.2.3 法兰螺栓参数
3.2.3.1选材
19