为了增加钢板刚度,把壁厚增大,取名义厚度为δn=12mm。
2.3 椭圆封头厚度的设计计算
设计条件:
设计压力:P=0.5MPa 设计温度:42℃ 计算直径:DG=700mm 封头材料:Q235-A 腐蚀裕量:C2=1mm 焊缝系数:φ=0.85 查《过程设备设计》附表
取16MnR在设计温度下的许用应力[σ]t=157MPa 椭圆封头计算厚度??PDi2?????0.5Pt?0.5?700?1.31mm
2?157?0.85?0.5?0.5 (2.3) 设计厚度:?d???C2?1.31?1?2.31mm
查《过程设备设计》第133页表4-2,取钢板负偏差C1=0.8mm,
?n??d?C1?1.31?0.8?2.11mm。考虑到筒体为冷却水和壳体厚度为10mm,
为了增加钢板刚度,把壁厚增大,取名义厚度为δn=12mm。
2.4管板厚度的设计计算
设计条件: 1 壳程圆筒
内径Di?600mm厚度?s?10mm3.14?6002内径面积A???282600mm244金属横截面积As???s?Di??s??3.14?10??600?10??19154mm2?Di2 (2.4)
2 管箱
圆筒厚度?h?12mm 3 管子
管子外径d?25mm管子壁厚?t?2.5mm管子根数n?198管间距S?32mm隔板槽面积Ad?12?1200?2?28800mm2管子金属总截面积na?n??t?d??t??198?3.14?2.5??25?2.5??34972mm2n?d2198?3.14?252开孔面积??97144mm2 (2.5) 44管子有效长度L?3000?2?40?2920mm
Etna1.784?105?149966.4管束模数Kt???3160.32MPa (2.6)
LDi3000?600管子回转半径2112d2??d?2?t??252??25?2?2.5??10.63mm (2.7) 44管子受压失稳当量长度Lcr?860mmi?系数Cr?2?2Et?st2?3.142?1.784?105??163.375131.8 (2.8)
Lcr149.76??14.088?Cri10.63管子稳定许用应力???cr?LCR?????1?I2?2Cr??ts???cr??14.088???131.8?1????60.22MPa (2.9)
?2?2?163.375???4 系数计算
n?d2开孔后面积 Al?A??132665?639856.64?686793.36mm2 (2.10)
4管板布管区面积 At?0.866nS2?Ad?0.866?198?322?28800?1131737.6mm2 (2.11)
A686793.36??l??0.5177 (2.12)
A1326650Etna1.784?105?149966.4Q???2.199 (2.13) 5EsAs1.84?10?66115.84
??na149966.4??0.22 (2.14) Al686793.360.6?0.6Q?0.4??s?0.4?0.62.199?0.6??4.108 (2.15)
??0.51770.51770.6Q0.62.199?t?0.4???0.4??0.4???0.4?0.22?5.815 (2.16)
??0.51770.5177?t?Dt1200.71??0.9236 (2.17) Di13005 法兰力矩
基本法兰力矩Mm?Am?SG????b?15430.7?115?212 ?376200466 管程压力作用时法兰力矩Mp?FDLD?FTLT?FGLG?7498161.9 6 管板
假定管板厚度??40mm
管子加强系数K2?1.318DiEtna?Ep?L??1.318?1301.784?149966.4401.29?0.4?3000?40 ?27.15K?5.21
k?K?1??t??5.21??1?0.9236??0.398
7 法兰
法兰外径Df?730mm法兰宽度bf?Df?Di?730?600 22?40mm管箱法兰厚度??f??60mm?h?16D?.0123?i1300?? ?查图3?15????0.00055??f?D?601300?0.046??i?旋转刚度
(2.18) (2.19) (2.20)
1?2E?f?bfK?f???12?Di?bf??2??f???D?i3????Eh????????3?1?2?1.74?105?80?2?60?5?????1.821?10?0.00055? (2.21) 12??1300?80?1300????18MPa确定壳体法兰厚度??f?40mm?s?16?D?0.0123i1300?????查图3?45,???0.00055
fD?60?0.046?i1300??旋转刚度K??1?2E?fbf??2???3f12???Di?bf?f???Di???Es??????1?12?2?1.74?105?80?3??2?60??5??1300?80?1300??1.821?10?0.00055????18MPa旋转刚度无量纲参数
K~??K?f3.14?18f4K??0.00447 t4?3160.32壳体法兰应力参数Y
按K?DfD查GB150?99第七章表9?57,Y为16.74
i按K,K?f查图3?16m1?0.33 ??m1KK??0.335.21?0.00447?14.17 f按K,K~f查图3?18G2?3.0
2.22) 2.23)
(2.24) ((
M1?m10.33??0.0061 (2.25)
2K(Q?G2)2?5.21?(2.199?3.0)按K,Q查图3?19G3?6.6?10?3
?????0.404 (2.26)
Kf?G30.00447?6.6?10?3K'fK\f?18?1 1811??0.712 (2.27) K'f0.404?1??\Kf?Kf0.00447???M???MfK'fK\f??1?0.712?0.712 (2.28) ??M2.5补强计算
2.5.1 型号为?100?4mm,l=160的接管 (1) 补强及补强方法判别 a:补强判别
根据《过程设备设计》表4-14,允许不另行步强的最大接管外径φ89mm,本开孔外径为φ100mm,故需另行考虑其补强。 开孔补强的形式:外加强平齐接管
结构简单,制造与检验方便
开孔补强的结构:补强板搭焊结构 b:补强计算方法判别
开孔直径:d?di?2C?486?2?1.8?489.6mm
1本筒体开孔直径d=489.6mm<Di=813mm,且d≤520mm,满足等面积法
2孔补强计算的适用条件,故可用等面积法进行开孔补强计算。
(2) 开孔所需补强面积 a:筒体计算厚度
??PcDi2?????Pct?1?600?9.536mm (2.29)
2?90.8?0.85?1