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度为6mm，即?hn'?6mm。 3.2.3 外头盖开孔补强计算
外头盖上的排污口与排气口接管材料也为20号钢，选用规格为?32?8，主要是?hn'?6mm
通过采用厚壁接管进行补强。 3.2.3.1 开孔所需补强面积
其开孔直径d'h?di?2C?16?2?2?20mm；
t 强度削弱系数f'???nrh????t?86125?0.688mm； 接管有效厚度?'et??'nt?C?8?2?6mm；
开孔所需补强面积：
A''h?d?'?2?'''hhh?et(1?frh) ?20?7.04?2?7.04?6?(1?0.688)；
?139mm23.2.3.2有效补强范围 ①有效宽度：
B'?max???2d'h?2?20?40mm????d'''?20?2?10?2?8?56mm???56mmh?2?hn?2?hnt?②有效高度：
（a）外侧有效高度h'1为：
h'1?min???d'h??'nt?20?8?12.6mm????12.6mm；
??实际外伸长度?70mm??（b）内侧有效高度h2为：
h'?min??'?dh??'nt?20?8?12.6mm??20mm??0mm；
??实际内伸长度???3.2.3.3 有效补强面积 ①外头盖多余金属面积：
外头盖有效厚度：?''he??hn?C?8?2?6mm;
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d'h?20mm
f'rh?0.688mm
?'et?6mm
A'h?139mm2
B'?56mm
h'1?12.6mm
h'2?0mm
?'he?6mm;
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则多余的金属面积A1为：
A'?(B'?d')(?'??'''''h1hheh)?2?et(?he??h)(1?frh)?(56?20)?(8?7.04)?2?6?(8?7.04)?(1?0.688)； ?31mm②接管多余金属面积： 接管计算厚度：
?'?cdi2.5?16t?2???tn????c2?86?1?2.5?0.235mm；
接管多余金属面积A2：
A''''2h?2h1(?et??'t)f'rh?2h'2(?'et?C2)frh?2?12.6?(6?0.235)?0.688?0；
?145.3mm2③接管区焊缝面积（焊脚取为4mm）：
A'2?1h3?2?4?4?16mm；
④有效补强面积：
Ahe?A'h1?A'h2?A'h3?31?145.3?16?176.3mm?A 由此可知已经达到了补强的目的。
3.3 水压试验
设试验温度为常温，则有
P??T?1.25P?170???t?1.25?2.5?125?4.25Mpa； 则校核水压试验时圆筒的薄膜压力?T：
?PT(Di??e)4.25?(600?8)T?2??e8?2
?161.5?0.9??s?0.9?1?345?310.5 30
A'h1?31mm
?'t?0.235mm
A'2h?145.3mm2
A'h3?16mm
Ahe?176.3mm
PT?4.25Mpa
?T?161.5?0.9??s
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3.4 换热管
换热管的规格为?25?2.5，材料选为20号钢。 3.4.1 换热管的排列方式
换热管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形错列三种
排列方式。各种排列方式都有其各自的特点：①正三角形排列：排列紧凑，管外流体湍流程度高；②正方形排列：易清洗，但给热效果较差；③正方形错列：可以提高给热系数。
在此，选择正方形排列，主要是考虑这种排列便于进行机械清洗。
查GB151-1999可知，换热管的中心距S=32mm，分程隔板槽两侧相邻管的中心距为44mm；同时，由于换热管管间需要进行机械清洗，故相邻两管间的净空距离（S-d）不宜小于6mm。 3.4.2 布管限定圆DL
布管限定圆DL为管束最外层换热管中心圆直径，其由下式确定：
DL?Di?(b1?b2?b)
查GB151-1999可知，b=5，b1=3，bn=12，故b2= bn+1.5=13.5，则
DL?600?(3?5?13.5)?578.5mm。
3.4.3 排管
排管时须注意：拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘，在靠近折流板缺边位置处布置拉杆，其间距小于或等于700mm。拉杆中心至折流板缺边的距离应尽量控制在换热管中心距的（0.5～1.5）3范围内。
多管程换热器其各程管数应尽量相等，其相对误差应控制在10%以内，最大不能超过20%。
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相对误差计算：?N?Ncp?Nmin(max)Ncp?100%；
其中：Ncp——各程的平均管数；Nmin(max)——各程中最小或最大的管数。 实际排管如下所示：
由上图可知，经过实际排管后发现，每个管程的布管数目分别是38，56，56，38，而各管程的平均管数为47，因此可知各程管数的相对误差是：
?N?Ncp?Nmin(max)Ncp?100%?47?3852?47?100%??100%?19%?20% 47473.4.4 换热管束的分程
在这里首先要先提到管箱。管箱作用是把从管道输送来的流体均匀地分布到换热管和把管内流体汇集在一起送出换热器，在多管程换热器中管箱还起改变流体流向的作用。
由于所选择的换热器是4管程，故管箱选择为多程隔板的安置形式。而对于换热管束的分程，为了接管方便，采用平行分法较合适，且平行分法亦可使管箱内残液放尽。
3.4.5 换热管与管板的连接
换热管与管板的连接方式有强度焊、强度胀以及胀焊并用。
强度胀接主要适用于设计压力小≤4.0Mpa；设计温度≤300℃；操作中无剧烈振动、无过大的温度波动及无明显应力腐蚀等场合。
除了有较大振动及有缝隙腐蚀的场合，强度焊接只要材料可焊性好，它可用于
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其它任何场合。
胀焊并用主要用于密封性能要求较高；承受振动和疲劳载荷；有缝隙腐蚀；需采用复合管板等的场合。
在此，根据设计压力、设计温度及操作状况选择换热管与管板的连接方式为强度焊。这是因为强度焊加工简单、焊接结构强度高，抗拉脱力强，在高温高压下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力。
3.5 管板设计
管板是管壳式换热器最重要的零部件之一，用来排布换热管，将管程和壳程的流体分隔开来，避免冷、热流体混合，并同时受管程、壳程压力和温度的作用。由于流体只具有轻微的腐蚀性，故采用工程上常用的16MnR整体管板。 3.5.1 管板与壳体的连接
由于浮头式换热器要求管束能够方便地从壳体中抽出进行清洗和维修，因而换热器固定端的管板采用可拆式连接方式，即把管板利用垫片夹持在壳体法兰与管箱法兰之间。 3.5.2 管板计算 符号说明：
Ad——在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支承的面积，mm2，对正方形排列，Ad?n'?S?(Sn?S)；
n'——隔板槽一侧的排管根数； S——换热管中心距；
Sn——隔板槽两侧邻管的中心距；
At——管板布管区面积，mm2；对多管程正方形排列换热器，At?n?S2?Ad；
Al——管板布管区内开孔后的面积，mm；Al?At?n?2?d24；
a——一根换热管管壁金属的横截面积，mm2；
根据所选的垫片的尺寸，DG——固定端管板垫片压紧力作用中心圆直径，mm；
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