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因为
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所以水压试验的应力校核满足要求。
6.2 管箱的选择
管箱由两部分组成：短节与封头；把由管道来的管程流体均匀分布到各传热管把管内流体汇集在一起送出换热器。在多管程换热器中，管箱还起到改变流体流向的作用。管箱的结构形式主要根据换热器是否需要清洗或管束是否需要分程等因素来决定。
（1）、A型（平盖管箱）如图（a）装有管箱平盖（或称盲板），清洗管程时只要拆开盲板即可，而不必拆卸整个管箱和与管箱相连的管路，缺点是盲板结构用材多，且尺寸较大是得用锻件，耗费大量机加工时，提高制造成本，并增加一道密封的泄漏可能。
（2）、B型封头管箱型 如图（b），用于单程或多程管箱，优点是结构简单，便于制造，适于高压，清洁介质，可省掉一块造价高的盲板、法兰和几十对螺栓，且椭圆封头受力情况要比平端盖好的多，缺点是检查管子和清洗管程时必须拆下连接管道和管箱。
（3）、C型、D型管箱 这种形式是管箱一端与壳体及管板连成一体，或是用于可拆管束与管板制成一体的管箱，另一端可采用A型结构，减少了泄漏的可能性。一般用的较少，只在高压情况下采用。
A型管箱 B型管箱 C型管箱 D型管箱
图2 管箱形式
6.2.1 设计计算上部管箱
（1）根据已知条件，综合考虑上管箱选A型，材料为16MnR.由GB150-1998和GB151-1999有，管箱的圆筒厚度 ??pcDi2?????pct?8?800?22.68mm
2?144?1?8 设计厚度： ?d???C2?22.86?3?25.86mm 名义厚度： ?n??d?C1???25.86?0.6???30mm
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有效厚度： ?e??n?C2?C1?30?3?0.6?26.4mm
（2）容器法兰的设计
法兰的基本结构形式按组成法兰的圆筒、法兰环及锥颈三部分的整体性程度可分为松式法兰、整体法兰、任意式法兰三种。 ??1松式法兰：指法兰不直接固定在壳体上或者虽固定而不能保证与壳体作
为一个整体承受螺栓载荷的结构。 ?2?整体法兰：将法兰于壳体锻或铸成一体或经全熔透的平焊法兰。 ?3?任意式法兰：从结构来看，这种法兰与壳体连成一体，但刚性介于整体
法兰和松式法兰之间。
性能从好到差：整体法兰>任意式法兰>松式法兰
所以选整体法兰形式比较好，已知管程的设计压力为8.0MPa，设计温度为300℃，选用长颈对焊法兰，材料为16Mn，为了保护焊缝，采用衬环凹凸面密封，材料为00Cr17Ni14Mo2。 ?1? 垫片
1选用不锈钢内填石棉缠绕式金属垫片，由GB150-1998有：m=3.00,y=69。
2垫片的有效密封厚度
垫片的接触宽度N=12mm，所以密封宽度b0? 当b0?6.4mm时，b?b0 当b0?6.4mm时，b?2.53b0 所以，有效密封宽度b?b0?6mm
N?6mm 23垫片压紧力作用中心圆直径
因为b0?6mm<6.4mm，所以DG?D?2b?800?2?12?824mm
4垫片压紧力
预紧状态下需要的最小垫片压紧力
FG?Fa?3.14?DG?by?3.14?824?6?69?101.17KN 操作状态下需要的最小垫片压紧力
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FG?Fp?6.28?DGbmpc?6.28?824?6?3?8?745.16KN
5垫片宽度
垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷作用，可因压紧过度而失去密封性能。为此垫片可取宽度80mm。
?2? 螺栓
1螺栓的布置
?a? 法兰径向尺寸LA?Le及螺栓间距L的最小值，按GB150-1998表9-3
选取有dB?42mm，LA?62mm ，Le?42mm，L=90mm。螺栓的规格为M45，数量36个。
____?b? 螺栓最大间距不宜超过下式计算值：
____Lmax?2db??m?0.5?6?f?2?45?6?263?540.86mm
?3?0.5?式中：
L————螺栓最大间距，mm
maxdb——————螺栓孔直径，mm
?f—————法兰有效厚度，mm
M——————垫片系数 2螺栓载荷
?a?预紧状态下需要的最小螺栓载荷
Wa?Fa?3.14DGby?3.14?824?6?69?1071.17KN ?b?操作状态下需要的最小螺栓载荷
WP?F?FP?0.785DG2pc?6.28DGbmpc =0.785?8242?8?6.28?824?6?3?8 =5009.13KN 3螺栓面积
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?a?预紧状态下需要的最小螺栓面积 Aa????Wa1071.17?1032??4698.11mm
228b 选用螺柱的材料为35CrMoA，在常温下的许用应力 ?b?操作状态下需要的最小螺栓面积 Ap?????228MPa。
bWptb??50091302?26503.33mm 189 ?c?需要的螺栓面积Am取Aa与Ap之大值 Am=Ap=26503.33mm
（d）实际螺栓面积Ab??dL?3.14?42?490?64620mm 4螺栓设计载荷
（a） 预紧状态螺栓设计载荷
W?FG?22A?A????26503.33?64620?228 22mbb =10388.6KN
（b） 操作状态螺栓设计载荷
W?Wp?5009.13KN ?3? 法兰
图3 长颈对焊法兰 初始设定如下尺寸：
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公称直径DN（mm） D D1 D2 D3 ? H h R
?1
?2 d
800 1116 1032 880 868 158 263 60 20 30 56 45 (1)法兰力矩
（a）预紧状态的法兰力矩
Ma?FGLG?WLG?10388600?84?8.73?10N?mm LG————螺栓中心至FG作用位置处的径向距离，mm
（b）操作状态的法兰力矩
Mp?FDLD?FTLT?FGLG
=4.02?106?77?8.4?104?88?1.04?107?104 =1.4?109 N?mm 式中：FG?Fp，按GB150-1998有： LD?LA?0.5 LTA18?1?62?0.5?30?77mm
G???LL?2??62?30?84??88mm
2 LG?D?DbG2?1032?824?104mm 2L
A
————螺栓中心至法兰颈部（或焊接）与法兰背面交点的径向距离，mm
D————螺栓中心圆直径，mm
bDFFG————垫片压紧力作用中心圆直径，mm
————作用于法兰内径截面上的流体压力引起的轴向力，
2D FD?0.785DiPc?0.785?8162?8?4.18?106N
T————液体压力引起的总轴向力与作用于法兰内径截面上的流体压力所
引起的轴向力之差，FT?F?FD?8.4?104N
(2)法兰设计力矩
法兰设计力矩取以下大值：