浮头式换热器E201设计(5)

预紧状态下所需螺栓面积：

Aa?1418466.044212 ?6690 .88mm

操作状态下所需螺栓面积：

Ap?1709159.24180mm ?9495 .33所需螺栓面积Am取Aa和Ap的最大值，Am?9495.33mm 取44个M24的螺栓 螺栓有效面积A：

A??4d2?3.144?20.8?339.6mm

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实际螺栓面积总面积Ab：

Ab?An?339.6?44?14942.4mm?Am

2② 浮头法兰：

设法兰的计算厚度?f：?f?128mm； L=22mm； 当b0?6.4mm时，

垫片有效密封宽度：b?2.53b0?2.537?6.69 mm；

垫片压紧力作用中心圆直径：

DG?DG0?2b?992?2?6.69?978.62 mm；

预紧状态下需要的最小螺栓载荷：

Wa?3.14DGyb?3.14?978.62?69?6.69?1418466.04N

操作状态下需要的最小垫片压紧力：

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FG?FP?6.28DGbmpc

?6.28?978.62?6.69?2.5?2?205574.79F?0.785DGPC2

2?0.785?978.62?2 ?1503584.45N

螺栓面积：

A）预紧状态下需要的最小螺栓面积：

Am1?Wa[?]bWa[?]tb?1418466.04212?6690.88mm

2 B）操作状态下需要的最小螺栓面积：

Am2??1418466.04180?7880.37mm2

C）需要的螺栓面积Am取Am1与Am中较大者：

2 Am?7880.37mm2 D）实际的螺栓面积Ab应不小于螺栓面积Am：

Ab?Am?7880.37mm2

螺栓设计载荷：

A）预紧状态螺栓设计载荷计算 ：

W?0.5A(m?Ab?)[b ] =0.5（7880.37+11869.16）×212 =2093450.18N

B）操作状态下螺栓设计载荷：

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W?Wp?1709159.24N

fi??arcsin R?0.5?n0.5D ? arcsin 0.5 ? 956

800?0.5?20?36.16?

操作情况下法兰的受力情况：

FD?0.785DGbmPc?0.785?978.62?6.69?2.5?2?25696.85N FG?FP?6.28DGbmP?6.28?978.62?6.69?2.5?2?205574.79N cFT?F?FD?1503584.45-25696.85?1477887.6N

Fr?FDctg?1?25696.85?ctg36.16??35578.69N

操作状态情况下力臂

LD?LG?LT?12121(Db?Dfi)?(Db?DG)?(LD?LG)?121212(1030?956)?37mm

mm

(1030?978.62)?25.69Lr??f22(37?25.69)?31.345mm

??n2cos?1?l?1282?202cos?1?20?31.61mm

操作状态情况下力矩：

MMD?FDFD?25696.85?37?950783.4N?mm

G?FGLG?205574.79?25.69?5281213.79N?mm

MT?FTLT?1477887.6?31.345?46324386.82N?mm Mr?FrLr?35578.69?31.61?1124642.39N?mm

操作状态情况下法兰总力矩：

Mp?MD?MT?Mr ?950783.45?46324386.82?1124642.39

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?46150527.88N?mm

预紧状态下时螺栓法兰的受力：

FG?W?205574.79N

预紧状态下时螺栓法兰的力臂

11 ?（Db-DG）=(1030?978.62)?25.69LG22mm

预紧状态下螺栓法兰的力矩：

Ma?LG?FG?25.69?205574.79?5281216.35N?mm

L?PcDft8??t4Ri?Dft?Dfi22?f?Df0?2

?

JP?2?9564?800?95628?135(1080?956)?18.32mm

MtP[ ?]fDfi?Df?Dfi?0??D?D?fi??f0??46150527.88?1080?956??5871.39N?mm??135?956?1080?956?Ma?Df?Dfi?0??D?D?fi??f0?

Ja?

[?]fDfi?5281216.35150?956?1080?956??604.7N?mm?1080?956???

预紧状态下

?fa?Ja?604.7?24.59mm

操作状态下

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?fp?L?JP?L 2?22.8?5871.39?22.82?102.75

法兰厚度?f取?fp与?fa的最大值102.75 mm，取厚度为128mm 法兰公称厚度：

?f??fa?Cc?Ct???24.59?2?2?99.41?128mm

3.4.4 壳程压力Ps作用下（外压）浮头盖的计算

① 外压球壳所需的有效厚度：

A）假设?n?20mm，令?e??n?C?20?4?16mm；

R0?Ri??n?820mm；

定出R0/?e?820/16?51.25 B）用公式计算出系数：

A?0.125R0/?e?0.125820/16?0.0025从GB-150图6-15中查得系数：

B?141MPa

根据GB-150材料图6-3至图6-10，在图的下方找出系数A，A的值落在设计温度下材料的右方，计算需用的外压力[p]:

[p]= B(R0/?e)?141MPa51.25?2.75MPa?2.75MPa?2.0MPa

??n?20mm

② 设计条件

垫片系数： m =2.50

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