计算书(3)

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011

管 材料名称 管箱法兰厚度 ?f 法兰外径 Df 管程压力操作工况下法兰力Mp 法兰宽度 bf?(Df?Di)/2 比值?f\/Di 系数C(按?h/Di ,?”f/Di , 查<>图25) \旋转刚度 K\?1[2Efbff12Di?bf\Q245R \53 830 8.373e+06 7.039e+06 65 0.02429 0.07571 0.00 0.003339 64.5 Q245R mm mm N?mm N?mm mm MPa 箱 基本法兰力矩 Mm 法 比值?h/Di 兰 系数?”(按?h/Di ,?”f/Di ,查<>图 26) ?2?f\????Eh?\] ?Di???3材料名称 '壳 壳体法兰厚度?f 法兰外径 Df 比值 ?s/Di 系数C, 按?h/Di ,?”f/Di , 查<>图25 '50 830 65 0.008143 0.07143 0.00 0.0003322 mm mm mm MPa N/mm 体 法兰宽度 bf?(Df?Di)/2 法 比值?f'/Di '兰 系数?, 按?h/Di ,?f”/Di , 查<>图26 旋转刚度 K'f'2?'f12Efbf???[12Di?bf?Di????E?'] s??313.77 1.186 法兰外径与内径之比 K?DfDi ~?Kf 旋转刚度无量纲参数 K?f壳体法兰应力系数Y (按 K 查<>表7-9) 11.49 4Kt0.003942 0 膨胀节总体轴向刚度 ?2E2(lcri)2 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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系 管板第一弯矩系数(按K,Kf查<>图 27) m1 系数 ??m1 ~KKf~~0.1312 9.691 2.408 4.469 4.045 0.002777 0.01926 0.1699 2.608 0.5569 2.268e+05 2.856e+05 603 0.5893 0.2509 5.968 9.102 0.8614 0.4783 mm mm mm 22系数(按KtKf查<>图 29) G2 换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 Q?Etna EsAsEtna(EsAs?KexL) 数 换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 Qex?EsAsKexL 管板第二弯矩系数(按K,Q或Qex查<>图28(a)或(b))m2 系数（带膨胀节时Qex代替Q） M1?m1 2K(Q?G2)计 系数 (按K,Q或Qex 查图30) G3 法兰力矩折减系数 ??Kf(Kf?G3) ~管板边缘力矩变化系数 ?M?~~1 \??KfKf算 法兰力矩变化系数 ?Mf??MK fK\f 管 管板开孔后面积 Al = A - 0.25 n?d 2 ~~管板布管区面积 板 (三角形布管) At?0.866nS2?Ad 参 (正方形布管 ) At?nS2?Ad 数 管板布管区当量直径 Dt?4At/? 系数 ??Al/A 系 系数 ??na/Al 数 系数 ?s?0.4?0.6?(1?Q)/? 计 系数(带膨胀节时Qex代替Q) ?t?0.4(1??)?(0.6?Q)/? 算 管板布管区当量直径与壳体内径之比 ?t?Dt/Di

管板周边不布管区无量纲宽度 k = K(1-?t) 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况 (Pt = 0) 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 ?=?t(tt-t0)-?s(ts-t0) 当量压力组合 Pc?Ps ~4Mm 基本法兰力矩系数 Mm???Di3Pa不计温差应力 0.0 0.77 计温差应力 0.0003444 0.77 21.75 0.002425 0.009668 0.09369 0.4665 0.163 0.2547 MPa MPa 有效压力组合 P4.596 a??sPs???Et 0.01148 0.01872 0.1814 0.7322 0.2559 0.2347 管板边缘力矩系数M?Mm?(?M)M1 管板边缘剪力系数 ???M 管板总弯矩系数 m?m1?m2? 1??~~~系数G1e仅用于 m?0时G1e?3m?K 系数G1i 当 m?0时,按K和m 查图31(a)实线 当 m?0时,按K和m 查图31（b） 系数G1 m > 0 ,G1=max(G1e,G1i), m< 0 , G1=G1i 管板径向应力系数 带膨胀节Q为Qex ~0.2559 0.01099 0.02747 0.04295 0.0004037 计算值 许用值 1.5 ???t r199.5 1.5 ???t r199.5 0.5 ???t r66.5 0.2547 0.01012 0.0162 0.03976 -0.001134 计算值 57.24 18.96 许用值 3 ???t r399 3 ???t r399 1.5 ???tr199.5 MPa ?r=1(1??)G1 4Q?G2~管板布管区周边 ?'r=3m(1??) 4K(Q?G2)处径向应力系数 ~管板布管区周边 ?=11?? p4Q?G2处剪切应力系数 壳体法兰力矩系数Mws??Mm?(?Mf)M1 ~~Di? 管板径向应力 ???rP????ra????~213.13 14.88 管板布管区周边处径向应力 Pa??Di????r??????'r~'2?kk2? 1??(2?m)?m2m???MPa ~管板布管区周边剪切应力??Pa??pDt p??3.327 14.58 MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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壳体法兰应力 ?f'??4YMwsPa?(~Di?f') 21.933 -1.186 1.5 ???t r199.5 -25.71 -22.01 3 ???t r399 3 ???t tMPa 换热管轴向应力 ?G?Q?1??t??Pc?2Pa? ??Q?G2?壳程圆筒轴向应力 ??A?(1??)P caAs(Q?G2)???tt 147 441 ???cr 88.29 t????c ???cr 88.29 MPa 14.17 0.05336 160.7 [q] 4 62.07 0.9903 3????c tMPa 482 3[q]焊接 [q]胀接 4 MPa 换热管与管板连接拉脱应力 q =?ta dl?仅有管程压力Pt作用下的危险组合工况 (Ps = 0) 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 ?=?t(tt-t0)-?s(ts-t0) 当量压力组合 Pc??Pt(1??) 有效压力组合 Pa4Mp不计温差应力 0.0 -0.5504 计温差应力 0.0003444 -0.5504 13.15 0.003372 0.003372 0.03268 0.255 0.08913 0.3164 MPa MPa ???tPt???Et -4.005 ??DPa3i~操作情况下法兰力矩系数Mp?-0.01107 -0.01107 -0.1073 -0.3392 0.1186 0.6995 管板边缘力矩系数 M?Mp 管板边缘剪力系数 ???M 管板总弯矩系数 m?~~~m1?m2? 1??系数G1e仅用于 m?0时G1e?3m?K 系数G1i 当 m?0时,按K和m 查图31（a）实线 当 m?0时,按K和m 查31（b) 系数G1 m>0, G1=max(G1e,G1i); m<0 ,G1=G1i 管板径向应力系数 带膨胀节Q为Qex ?r=~0.6995 0.3164 1(1??)G1 4Q?G20.0227 0.01188 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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管板布管区周边 处径向应力系数 管板布管区周边 处剪切应力系数 ? ~'r=3m(1??) 4K(Q?G2)~-0.009618 0.03245 -0.004659 计算值 许用值 1.5 ???t r199.5 ?1.5m?m1??m ?120.008365 0.03754 -0.002204 计算值 40.59 -10.17 许用值 3 ???t r399 3???t r399 1.5 ???tr199.5 3 ???t r399 3 ???t t MPa ?~=11?? p4Q?G2~壳体法兰力矩系数 Mws??Mp?M1 ~Di? 管板径向应力 ???rP????ra????223.63 18.21 管板布管区周边处径向应力 ?r'?Pa??Di??r??????~'2?kk??1??(2?m)? ???m2m?2199.5 0.5 ???t r66.5 1.5 ???t r199.5 MPa ~管板布管区周边剪切应力??Pa??pDt p??-2.191 19.44 8.32 -30.2 MPa MPa 壳体法兰应力?f'?D?~YMwsPa?('i)2 4?f换热管轴向应力 G?Q?? 1??t??Pc?2P???Q?G2a?壳 程圆筒轴向应力 ??A[P??(1??)P] ctaAs(Q?G2) 4.509 ???tt 147 ???cr 88.29 t????c -19.43 441 ???cr 88.29 MPa 4.07 0.2029 60 160.7 [q] 4 mm 48.83 0.8744 3????c t482 3[q]焊接 [q]胀接 4 管板校核通过 MPa ?a换热管与管板连接拉脱应力 q =t dl?计算结果

管板名义厚度?n MPa 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站

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