浮头式换热器E201设计(4)

（2）压力试验应力校核 压力试验类型：水压试验 最大允许压力?Pw?：

?Pw??2?e???t?K?Di?0.5?e??2?12?170?0.851100?0.5?12?3.17MPa水压试验校核：

PT?1.25?Pc???????t?1.25?2?170170?2.5MPa 由于PT＜?Pw?，所以该后端封头的厚度满足使用要求。 3.3 前后端短节厚度的计算 3.3.1 计算条件

内径： Di前?1000mm 负偏差： C1?0 计算压力：Pc?2.0MPa 设计温度：200℃ 材料名称：16MnR 板材厚度：16-36mm 板材厚度：6-16mm 腐蚀裕量：C2?2mm 焊接系数：??0.85

操作温度许用应力：[?]=170MPa 设计温度许用应力：[?]=159MPa

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t

3.3.2 前端短节厚度的计算

计算厚度?： ??设计厚度?d：

?d???C2?7.45?2?9.45mm

PCDi2????t?PC?2?10002?159?0.85?2?7.45mm名义厚度?n：

?n??d?C1???9.45?0?14.55?24mm

有效厚度?e：

?e??n?C1?C2?24?0?2?22mm

3.3.3 后端短节厚度的计算

计算厚度?：

??PCDi2????t?PC?2?11002?170?0.85?2?7.66mm设计厚度?d：

?d???C2?7.66?2?9.66mm

名义厚度?n：

?n??d?C1???9.66?0?4.34?14mm

有效厚度?e：

?e??n?C1?C2?14?0?2?12mm

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3.4 带法兰无折边球形封头及法兰计算 3.4.1 符号说明

D-法兰外直径，mm； Db-螺栓中心圆直径，mm； Di-法兰内直径，mm；

FD-作用在法兰环内侧风头压力载荷引起的轴向分力，N； FD=0.785Di2PC

Fr-作用在法兰环内侧封头压力载荷引起的径向分力，N； M0-总力矩，N·mm； Pc-计算压力，MPa；

Ri-封头球面部分内直径，mm；

LD-螺栓中心至法兰环内直侧的径向距离，mm Lr- Fr对法兰环截面形心的力臂，mm；

β1-封头边缘处球壳中面切线与法兰环直径的夹角（°）；

?-封头计算厚度，mm； ?f-法兰计算厚度，mm；

3.4.2 设计条件

计算压力：Pc?2.0MPa； 设计压力：Pt?2.0MPa； 设计温度：200℃；

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封头材料：16MnR 许用应力：????170MPa 法兰材料：16MnR

法兰材料设计温度下许用应力：???f?135MPa； 法兰常温下许用应力：???f?150MPa； 螺栓： 双头螺栓M27?270?B； 螺栓材料：40Cr；

螺栓材料常温下许用应力：????212MPa； 设计温度下许用应力：???b?180MPa； 封头半径：Ri?800mm； 焊缝系数：??0.85.

ttt3.4.3 管程压力Pt作用下（内压）浮头盖的计算

A）球冠形封头的厚度

6?170?0.856???? ?d???C2?9.23?4?13.23mm

t

??5PCRi?5?2?800?9.23mm

?n??d?C1???13.23?0?6.77?20mm

?e??n?C1?C2?20?0?4?16mm

B）浮头法兰厚度 ①设计条件：

浮头法兰的材料：16MnR

在常温下许用应力：???f=150MPa

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在200°时许用应力：???f=135MPa 螺栓的材料：40Cr

在常温下许用应力：???b=212MPa 在200°时许用应力：???=180MPa

btt垫片材料：碳钢 垫片系数：2.50 比压力y：69MPa 垫片外径DGo：992mm 垫片内径 DGi：964mm

垫片接触宽度：N =（DGo-DGi）/2 =14mm 垫片基本密封宽度：b0?N2?14/2?7mm 当b0?6.4mm时，

垫片有效密封宽度：b?2.53b0?2.537?6.69mm 垫片压紧力作用中心圆直径：

DG?DG0?2b?992?2?6.69?978.62mm

预紧状态下需要的最小螺栓载荷：

Wa?3.14DGby?3.14?978.62?6.69?69?1418466.044N 操作状态下需要的最小螺栓载荷：

Wp?0.785DGPc?6.28DGbmPc

?0.785?978.62?2?6.28?978.62?6.69?2.5?2 ?1709159.24MPa15

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