立式热虹吸式再沸器毕业设计(4)

y?at(tt?t0)?as(ts?t0)?13?10?6?(160?30)?14?10?4?6(120?30) (2-25)

?4.30?10 则最大压差

pb?ps?pt(1???Q?)??yEt1.3)?0.128?430?10?6?0.9?0.3?(1?0.128??2?10 (2-26)

50.7?11.0125MPa 则当量压差为

pa?ps?pt(1??)?0.9?0.3?(1?0.128) ?0.5616MPa则管板最大应力

??pbDir?4?G)21(Q?G3)(b?0.7?11.012524?0.4?2.9?(1.3?2.8)(50035)MPa (2-28)

?82.8MPa管子最大应力

?1pbG2t??(pa?Q?G)3?1?（0.5616?11.0125?（?0.66）0.1281.3?2.8）MPa (2-29)

?18.237MPa或

?1t??(ppbG3a?Q?G)3?1?(0.5616?11.0125?2.80.1281.3?2.8)MPa (2-30)

??54.37MPa管板采用Q235-B ???t?113MPa

换热管采用20号钢 ???t?130MPa

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(2-27)

管板，管子强度校核

?r????t?113MPa ?t?????130MPa

t故管板厚度满足强度要求，考虑管板双面腐蚀取C2?4mm，则取实际管板厚度为39mm

管板结构形式如图7

图7 兼作法兰管板结构图

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2.6、壳体、管子与管板连接结构设计

2.6.1壳体与管板连接

管板与壳体的连接依换热器的结构形式分为可拆连接及不可拆连接，可拆连接主要用于浮头式、U形管式和填料函式换热器的固定端管板，不可拆连接在刚性结构换热器中采用，其两端管板的内侧面直接焊在壳体上，而根据两端管板的外侧面连接形式又分为管板兼作法兰和不兼作法兰，前者用于管侧介质压力及密封性能要求不高的场合即通常称为固定管板式换热器，后者多用于管侧压力很高或密封性能要求也高的高压高温换热器中。

本设计采用的是延长部分兼作法兰的管板，根据设计要求，采用角焊缝，结构如图8

图8 兼作法兰的管板与壳体的连接结构

2.6.2管子与管板连接

为了防止管子与管板连接处的破坏，必须正确选择连接形式和制造工艺，防止管束振动，对于有高温介质冲刷的部位，采取适当的隔热防护结构，对于温差

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压力过大的采取有效的补偿措施，

管子与管板的连接形式有强度胀接、强度焊接与胀焊接混合结构。 本设计采用强度焊接连接，能保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接，管子和管板的焊接目前采用广泛，由于管孔不需开槽，而且管孔的粗糙度要求不高，管子端部不需要退火和磨光，因此加工方便，也不需要像胀接那样一定得和管板有硬度差，在高压、高温条件下还可考虑选用强度高的低合金管等，在高温高压下能保证连接处得紧密性和抗拉脱性，当管子焊接处有渗漏可以补焊，管子破漏，可以用专门刀具划掉焊缝，重新更换新管子，

基于以上要求和特点，故选择强度焊接连接，结构如图9

图9 换热器管板与管子连接

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2.7、管板与管箱连接

管板与管箱连接多数是靠法兰连接，形式很多，随着温度，压力及耐腐蚀情况不同而异，在设计中应合理选择不同连接形式，对设备的制造，安全以及节约材料有重要的意义。

固定管板式换热器的管板与管箱法兰连接形式比较简单，除了满足工艺上要求选择一定的密封面形式外，按压力、温度来选用法兰结构形式，本设计采用平面密封形式，平面密封形式使用于管程操作压力小于1.6MPa，且对密封性要求不高的情况，结构如图10

图10 固定管板式换热器管板与管箱的连接

2.8、判断是否需要膨胀节

膨胀节是装在固定管板式换热器上的挠性构件，依靠这样易变形的挠性构件对管子与壳体的热膨胀差进行补偿，以此来缓解和降低壳体与管子因温差而引起的温差应力

管壳壁温差所产生的轴向力

F1??E(tt?ts)As?At?AsAt (2-31)

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