mm; (3-1) 设计厚度为:
; (3-2) 名义厚度 ; (3-3)
查其最小厚度为6mm,则此时厚度满足要求,且经检查,???没有变化,故合适。
t
mm
3.1.3 管箱厚度计算
管箱由两部分组成:短节与封头;且由于前端管箱与后端管箱的形式不同,故此时将前端管箱和后端管箱的厚度计算分开计算。
前端管箱厚度计算:
前端管箱为椭圆形管箱,这是因为椭圆形封头的应力分布比较均匀,且其深度较半球形封头小得多,易于冲压成型。
此时选用标准椭圆形封头,故??1,且同C1?0;C2?2mm,??1则封头计算厚度为: ; (3-4) 设计厚度 (3-5)
名义厚度 (为向上圆整量); 经检查,???没有变化,故合适
tC1?0;C2?2mm
查JB/T4746—2002《钢制压力容器用封头》可得封头的型号参数如下:
表3-1 DN400标准椭圆形封头参数
26
DN(mm) 总深度H(mm) 400 125 内表面积A(㎡) 0.2049 容积(m3) 0.0115 封头质量(㎏) 9.7 短节部分的厚度同封头处厚度,为6mm。
3.2 开孔补强计算
在该台固定管板式换热器上,壳程流体的进出管口在壳体上,管程流体则从前端管箱进入,而后端管箱上则有排污口和排气口,因此不可避免地要在换热器上开孔。开孔之后,出削弱器壁的强度外,在壳体和接管的连接处,因结构的连接性被破坏,会产生很高的局部应力,会给换热器的安全操作带来隐患。因此此时应进行开孔补强的计算。
由于管程与壳程出入口公称直径均为100mm,按照厚度系列,可选接管的规格为,接管的材料选为20号钢。
3.2.1 壳体上开孔补强计算
1) 补强及补强方法判别:
①补强判别:根据GB150表8-1,允许不另行补强的最大接管外径是?89mm,本开孔外径为159mm,因此需要另行考虑其补强。
②开孔直径 , (3-6)
满足等面积法开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) 开孔所需补强面积计算:
???n86??0.688mm; (3-7) 强度削弱系数fr?t???125接管有效厚度 (3-8)
27
tfr?0.688mm
开孔所需补强面积按下式计算:
(3-9) ;
3) 有效补强范围 (3-10)
有效高度:
(a)外侧有效高度h1为: (3-11) (b)内侧有效高度h2为: (3-12) 4) 有效补强面积 ①壳体多余金属面积:
壳体有效厚度: (3-13) 则多余的金属面积A1为: (3-14)
②接管多余金属面积: 接管计算厚度: (3-15) 接管多余金属面积A2: (3-16)
28
h2?0mm
③接管区焊缝面积(焊脚取为4mm): (3-17) ④有效补强面积: (3-18) 5) 另需补强面积: (3-19)
拟采用补强圈补强
根据接管公称直径DN100,参照JB/T4736-2002补强圈标准选取补强圈的外径,内径(选用E型坡口)。因为,则补强圈在有效补强范围内。
补强圈的厚度为:
(3-20)
考虑钢板负偏差并经圆整(一般设计时都是向上圆整)取壳体和管箱上补强圈的名义厚度为4mm,即。
3.2.2 前端管箱开孔补强计算
1 ) 补强及补强方法判别:
①补强判别:根据GB150表8-1,允许不另行补强的最大接管外径是?89mm,本开孔外径为159mm,因此需要另行考虑其补强。 ②开孔直径
29
, (3-21)
满足等面积法开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 ) 开孔所需补强面积计算:
强度削弱系数; (3-22) 接管有效厚度 ; (3-23)开孔所需补强面积按下式计算:
; 3 ) 有效补强范围 ① 效宽度: (3-25) ②有效高度:
(a)外侧有效高度h1为: (3-26) (b)内侧有效高度h2为: (3-27) 4 ) 有效补强面积 ① 管箱多余金属面积: 管箱有效厚度: (3-28) 则多余的金属面积A1为:
(3-29) ②接管多余金属面积:
(3-24)30