4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
?p?1.5???r?1.5?167?250MPa，满足要求。
?D??② 壳体法兰应力校核：?f??YMWS?Pa?i? （4-51）
????4?f?2t3.14?400???6?(?0.011)?0.664?3.11??? 24??14.81MPa即?tf?? 1.5???f?1.5?167?250MPa，满足要求。 ③管子应力校核
?1?t????PG2??Q?c?Q?GPa?2??10.149????0.5?1.6?2.568?1.621.62?1.6?3.11??? ?19.95MPa即?tt? 1.0???t?131MPa，满足要求。 ④壳程圆筒轴向应力校核
?A??1???c?A??GPasQ2
?1256000.664??7649.04?1?2.568?1.62?1.6?3.11 ?28.1MPa 即?tc?????c?1.0?170?170MPa，满足要求。 ⑤ 拉脱应力校核
换热管与外管板之间连接采用先强度胀后强度，
?q??0.5???tt?0.5?170?85MPa q??ta19.95??dl?144.443.14?25?3?12.24MPa 即q??q?，满足要求。
(2) 壳程压力作用下的危险组合 （计入膨胀差）
30
?30?（4-52） （4-53） （4-54 ）
（4-55） 4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
壳程设计压力ps?pc=0.5MPa，而管程设计压力pt?0
有效压力组合：
Pa??sps???Et?5.762?0.5?0.149?0.00011?1.91?105 （4-56） ??1.75MPa基本法兰力矩系数：
4M6 Mm?m4?6.2648?10??D3P?3??0.102 ia0.664?3.14?400???1.75?管板边缘力矩系数：M?Mm???M?M1 ??0.102?0.968?0.0156??0.087
管板边缘剪切系数：????M?28.28???0.087???2.46 管板总弯矩系数：m?m1??m20.25?1???2.46?3.11?2.46?5.05 由m>0知G3?m1e?K?3?0.4?5.052.49?2.434 按K和m查文献[5]图31（a）知G1i?Gli
系数G1取G1e与G1i两者中较大值，即G1=G1e?2.434 管板布管区周边剪切应力系数：???p?11?4Q?G 2?14?1?2.461.62?1.6??0.1134管板径向应力系数： ?1?1???G1r?4?Q?G 2???pG1??0.1134?1.284??0.1455 管板布管区周边处径向应力系数：
31
（4-57）
（4-58）
（4-59） 4-60）
（4-61） 4-62）
（4-63）
（（ 4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
3m?1???3m??r????p （4-64） 4K?Q?G2?K?3?5.05???0.1134???0.69 2.49壳体法兰力矩系数：
Mws???Mm??MfM1 （4-65）
???0.0628???0.102??0.939?0.0156??0.0211
① 管板应力校核
??D?管板径向应力：?r??r?Pa?i? （4-66）
????0.664?400? ??0.1455???1.75??????27.05MPa
0.4?50?即?r?3???r?3?167?501MPa，径向应力满足要求。 管板布管区周边处的径向应力：
2???Pkk?a?r????r?1????m2mt22???D?2?m??i?????4-67 （4-67）
?20.664???1.75??0.550.552????0.1455???1??? 0.45.052?5.05??21.16MPa即?r??3???r?3?167?501MPa，满足要求。 管板布管区周边剪切应力：
t???400?2?5.05??????50?
?2?p??Pa?D??p??t????? （4-68） ?0.664???1.75?311.7???0.1134??0.450
?2.05MPa??p?1.5???r?1.5?167?250MPa，满足要求。
32
t4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
② 壳体法兰应力校核
?D???f??YMWS?Pa?i????? （4-69） 42?f?2?3.144?13?(?0.0021)?0.544?60.4497???800??40?? ??283.922MPa即?tf?? 3???f?3?167?501MPa，满足要求。 ③管子应力校核
??t?1G2??Q????Pc?Q?GPa?2? ?10.149????0.5?1.6?2.46?1.621.62?1.6???1.75???? ?23.73MPa即?tf?? 3???f?3?167?501MPa，满足要求。 ④壳程圆筒轴向应力校核 A
?c?A???1???PasQ?G2 ?1256000.664??1?2.467649.04??1.62?1.6???1.75? ?8.65MPa 即?tc?3????c?3?1.0?183?549MPa，满足要求。 ⑤ 拉脱应力校核
换热管与外管板之间连接采用强度胀+强度焊，
?q??0.5???tt?0.5?131?65.5MPa q??ta23.73?dl??144.443.14?25?3?14.55MPa 即q??q?，满足要求。
33
（4-70）
（4-71） （4-72）
（4-73） 4万吨/年甲烷氯化物工程项目中固定双管板换热器设计
(3) 管程压力作用下的危险组合 （不计入膨胀差）
pc??pt(1??)??1.0?(1?0.149)??1.149MPa （4-74）
而壳程设计压力ps?0 有效压力组合：
Pa??sps??tpt???Et （4-75）
??3.8?1.0??3.8MPa
基本法兰力矩系数：
Mp?4Mp??D3iP a?4?1.1716?1070.664?3.14?4003???3.8???0.0924 管板边缘力矩系数：M?Mp??0.0924 管板边缘剪切系数：????M?28.28???0.0924???2.61 管板总弯矩系数：m?m1??m21???0.25?2.61?3.11?2.61?4.87 由m>0知G3?m1e?K?3?0.4?4.872.49?2.35 按K和m查文献[5]图31（a）知G1i?G1e
系数G1取G1e与G1i两者中较大值，即G1=Gle?2.35 管板布管区周边剪切应力系数：
?11??11?p?4?Q?G??2.61?1.6??0.125 241.62管板径向应力系数： ?1?1???G1r?4?Q?G???pG1 2 ???0.125??2.35??0.294 管板布管区周边处径向应力系数：
34
（4-76）
（4-77） 4-78） 4-79）
4-80） （4-81）
（4-82） （（（