SW6校核要点.docx
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SW6校核要点
固定管板换热器设计计算计算单位压力容器专用计算软件
设计计算条件
壳
程
管
r程
设计压力
1.65
MPa
设计压力
0.65
MPa
设计温度ts
290
C
设计温度tt
320
C
壳程圆筒内径Di
300
mm
管箱圆筒内径
300
mm
材料名称
Q345R
材料名称
Q345R
简图
计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算管板校核计算
前端管箱封头计算
计算单位压力容器专用计算软件
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
0.65
MPa
设计温度t
320.00
°C
内径Di
300.00
mm
曲面咼度hi
81.00
mm
一2—J
材料
Q345R(板材)
>■——r
设计温度许用应力lo]t
149.00
MPa
试验温度许用应力同
189.00
MPa
钢板负偏差Ci
0.00
mm
腐蚀裕量C2
1.00
mm
焊接接头系数*
1.00
厚度及重量计算
形状系数
K=屮
"Dil1=0.9049
R一
计算厚度
KPcDi
6=2心©_o.5Pc=0.59
mm
有效厚度
怎=&-Ci-C2=7.00
mm
最小厚度
^min=3.00
mm
名义厚度
备=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
8.08
Kg
压力计算
最大允许工作压力
2[訂蚁
[Pw]=KDj056e=7.58634
MPa
结论
合格
后端管箱封头计算
计算单位压力容器专用计算软件
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
0.65
MPa
设计温度t
320.00
°C
内径Di
300.00
mm
曲面咼度hi
81.00
mm
一2—J
材料
Q345R(板材)
>■——r
设计温度许用应力lo]t
149.00
MPa
试验温度许用应力同
189.00
MPa
钢板负偏差Ci
0.00
mm
腐蚀裕量C2
1.00
mm
焊接接头系数*
1.00
厚度及重量计算
形状系数
K=屮
"Dil1=0.9049
R一
计算厚度
KPcDi
6=2心©_o.5Pc=0.59
mm
有效厚度
怎=&-Ci-C2=7.00
mm
最小厚度
^min=3.00
mm
名义厚度
备=8.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
8.08
Kg
压力计算
最大允许工作压力
2[訂蚁
[Pw]=KDj056e=7.58634
MPa
结论
合格
壳程圆筒计算计算单位
压力容器专用计算软件
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
1.65
MPa
设计温度t
290.00
°C
p-H
内径Di
300.00
mm
材料
Q345R(板材)
试验温度许用应力H
189.00
MPa
设计温度许用应力B]t
155.80
MPa
-■——Di——■-
■
试验温度下屈服点os
345.00
MPa
钢板负偏差Cl
0.00
mm
腐蚀裕量C2
1.00
mm
-1
焊接接头系数*
0.85
1
厚度及重量计算
计算厚度
PcDi
6=2[<1]5_卩。
=4.88
mm
有效厚度
6e=&-Cl-C2=7.00
mm
名义厚度
&=8.00
mm
重量
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
Pt=1.25P昌=2.5020(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力水平同T
fcrT<0.90os=310.50
MPa
试验压力下圆筒的应力
ctt=卩「2+&)=64.552氐冲
MPa
校核条件
OTwkj】T
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
2&[0]旳
[Pw]=(d「+&)=6.03915
MPa
设计温度下计算应力
Pc(Di代e)
ff=—丞—=36.18
MPa
132.43
MPa
校核条件
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,
合格
延长部分兼作法兰固定式管板
设计单位
压力容器专用计算软件
设计计算条件
简图
设计压力Ps
1.65
MPa
设计温度Ts
290
0
C
平均金属温度ts
212.5
o
C
HA
◎
\
装配温度to
15
"C
壳
材料名称
Q345R
A生
\zx/
设计温度下许用应力GP
155.8
Mpa
/
程
平均金属温度下弹性模量Es
1.902e+0
5
Mpa
\/\/
平均金属温度下热膨胀系数Os
1.233e-0
5
mm/mmo
C
圆
壳程圆筒内径Dj
300
mm
壳程圆筒名义厚度$
8
mm
壳程圆筒有效厚度4e
7
mm
筒
壳体法兰设计温度下弹性模量Ef'
1.84e+05
MPa
壳程圆筒内直径横截面积A=0.25jiDi2
7.069e+04
mm
壳程圆筒金属横截面积As=jt5s(Dj+6s)
6751
2mm
管
设计压力pt
0.65
MPa
箱
设计温度Tt
320
0
C
圆
材料名称
Q345R
筒
设计温度下弹性模量Eh
1.81e+05
MPa
管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值
)6h
12
mm
管箱圆筒有效厚度希e
7
mm
管箱法兰设计温度下弹性模量E:
1.81e+05
MPa
材料名称
0Cr18Ni9
换
管子平均温度tt
315
◎
C
设计温度下管子材料许用应力[O]t'
112.8
MPa
设计温度下管子材料屈服应力川
125.4
MPa
执
八'、
设计温度下管子材料弹性模量E,
1.744e+05
MPa
平均金属温度下管子材料弹性模量
Et
1.748e+05
MPa
平均金属温度下管子材料热膨胀系数
8
1.766e-05
mm/mm
C
管
管子外径d
25
mm
管子壁厚q
2
mm
注:
管子根数n
57
换热管中心距S
32
mm
换
一根管子金属横截面积a=兀6(d—召)
144.5
mm
换热管长度L
2000
mm
管子有效长度(两管板内侧间距)Li
1920
mm
管束模数Kt=Etna/LDi
2500
MPa
管子回转半径i=0.25jd2+(d_25)2
8.162
mm
执
八'、
管子受压失稳当量长度lcr
400
mm
系数Cr=兀斗2E:
/CT;
165.7
比值lcr/i
49.01
2匚
管子稳定许用压应力(C“心)[仃]_71Et
ric,2(lcr/i)2
MPa
管
管子稳定许用压应力(Cr>E)Q]/;141丨
i212Cr
53.43
MPa
材料名称
Q345R
设计温度tp
320
o
C
管
设计温度下许用应力bJ
129
MPa
设计温度下弹性模量Ep
1.81e+05
MPa
管板腐蚀裕量C2
2
mm
管板输入厚度
40
mm
管板计算厚度d
37.7
mm
隔板槽面积(包括拉杆和假管区面积)Ad
0
2mm
板
管板强度削弱系数口
0.4
管板刚度削弱系数k
0.4
管子加强系数k2=1318—『Etna/EpL少K=
0
2.345
管板和管子连接型式
焊接
管板和管子胀接(焊接)高度l
3.5
mm
胀接许用拉脱应力[q]
MPa
焊接许用拉脱应力[q]
56.4
MPa
管
材料名称
Q345R
管箱法兰厚度&'
35
mm
法兰外径Df
440
mm
箱
基本法兰力矩Mm
4.14e+06
Nmm
管程压力操作工况下法兰力Mp
3.009e+06
Nmm
法兰宽度bf=(Df_Di)/2
70
mm
法
比值&/Di
0.02333
比值d/Di
0.1167
系数C"(按d/Di,&7Di,查<
0.00
系数国”(按&/Di,&/Di,查<
0.004455
旋转刚度灯=丄[至生何I+EhJ]
12Di+bf(Di丿
139.7
MPa
材料名称
Q345R
壳
壳体法兰厚度&
40
mm
法兰外径Df
440
mm
体
法兰宽度bf=(Df—Di)/2
70
mm
比值&/Di
0.02333
法
比值&/Di
0.1333
系数C',按S/Di,57Di,查<
0.00
系数B按5h/Di,g'/Di,查<
J
0.005111
旋转刚度K'f―1[2Efbf的]W]f12乜+bf(DiJs」
191.1
MPa
法兰外径与内径之比K=Df/Di
1.467
壳体法兰应力系数Y(按K查<
5.24
旋转刚度无量纲参数二兀Q
0.06003
Kf—
f4Kt
膨胀节总体轴向刚度応r
2.576e+04
N/mm
管板第一弯矩系数(按K,Kf查<
0.2848
系
系数山mi
KKf
2.044
系数(按Kt心查《GB151—98>>图29)G2
1.374
换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比Q=Etna
EsAs
1.121
数
换热管束与带膨胀节壳体刚度之比Q_Etna(EsAs+KexL)
EsAsKexL
30.23
管板第二弯矩系数(按K,Q或Qx查<
34.31
系数(带膨胀节时Qex代替Q)Mm1
X2K(Q+G2)
0.001941
计
系数(按K,Q或Qex查图30)G3
0.05496
法兰力矩折减系数匕=Kf,'(Kf+G3)
0.522
管板边缘力矩变化系数酗_1
t+KfK"
0.5292
算
法兰力矩变化系数amf=AMKf/kf
0.7237
管
管板开孔后面积Al=A-0.25nnd2
4.271e+04
mm
2
板
参
管板布管区面积
(二角形布管)At=0.866nS2+Ad
(正方形布管)At=nS2+Ad
5.055e+04
mm
2
数
管板布管区当量直径Dt—j4At/Jl
253.7
mm
系数人=A]/A
0.6042
系
系数B=na/A
0.1929
数
系数送s=04+06^(1+Q)/人
2.506
计
系数(带膨胀节时Qex代替Q)£=O.4(1+0)+(O.6+Q)/人
51.51
算
管板布管区当量直径与壳体内径之比R=Dt/D
0.8456
管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1-R)
0.3619
仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况(Pt=0)
不计温差应力
计温差应力
换热管与壳程圆筒热膨胀变形差
;'=0(t(tt-to)-QS(ts-t0)
0.0
0.002865
当量压力组合巳=Ps
1.65
1.65
MPa
有效压力组合巳=£sPS+肉Et
4.136
100.7
MPa
基本法兰力矩系数M4Mm
IVIm=3
AUDi3Pa
0.07814
0.003209
管板边缘力矩系数
V=Vm+(AV)Vi
0.07917
0.004236
管板边缘剪力系数v=屮M
0.1618
0.008659
管板总弯矩系数mm^m2v
-1+V
5.024
0.5769
系数G1e仅用于m>0时G1e=3mM/K
2.597
0.2983
系数G,
当m:
>0时,按K和m查图31(a)实线当mc0时,按K和m查图31(b)
6.141
0.4595
系数G1m>0,G1=maxGie,Gii),
m<0,G=Gi
6.141
0.3904
管板径向应力系数带膨胀节Q为
Qex
G=1(1
4Q+G2
0.05644
0.003115
管板布管区周边处径向应力系数
n-'=3m(1“
4K(Q+G2)
0.05967
0.005949
管板布管区周边
处剪切应力系数
t=11+v
"p4Q+G2
0.00919
0.007978
壳体法兰力矩系数
Mws=巴Mm~f)M[
0.03939
0.0002702
计算值
许用值
计算值
许用值
管板径向应力QpzfDi]
1
22.32
1.5&];
193.5
30
3fee];
387
MPa
管板布管区周边处径向应力
'巳扎~'巾1■kk21
9=u眄M丿1一+k(2-m)
»W[m2m_
20.79
1.5丘];
193.5
fcf];
26.8
3fair
387
丘I;
MPa
壳体法兰应力
H~Di2
=-YMwsPj_(h)2
4&
22.78
1.5&];
193.5
3.806
3fcrJ!
387
MPa
换热管轴向应力
5=;[pcG2_Q十卩玄丨
t陀CQ+G2玄
10.94
k]t
112.8
tLr
53.43
-9.811
3td;
338.4t】cr
53.43
MPa
壳程圆筒轴向应力rAM"p
压—As(Q+G2)a
0.9616
©fcr[
132.4
20.33
3©fcd
397.3
MPa
换热管与管板连接拉脱应力q=于
dl兀
5.752
[q]
56.4
5.158
3[q]焊接
[q]胀接
169.2
MPa
仅有管程压力Pt作用下的危险组合工况(Ps=0)
不计温差应力
计温差应力
换热管与壳程圆筒热膨胀变形差
‘=°^(tt-t0)^ts(ts-t0)
0.0
0.002865
当量压力组合Pc=—Pt(1+P)
-0.7754
-0.7754
MPa
有效压力组合Pa=-ZtP^+PYEt
-33.48
63.1
MPa
操作情况下法兰力矩系数
-4Mp
M—3
U入DiPa
-0.007013
0.003722
管板边缘力矩系数M=Mp
-0.007013
0.003722
管板边缘剪力系数¥=屮M
-0.01434
0.007608
管板总弯矩系数m-^+吋
1+v
-0.21
0.5417
系数G1e仅用于m>0时Ge书诧K
0.1086
0.2801
系数G1i
当m>0时,按K和m查图31(a)实线
当mV0时,按K和m查31(b)
1.069
0.4146
系数G1m>°,Gt=max(G©G1);m<0,G1=G1
1.069
0.4193
管板径向应力系数
带膨胀节Q为
Qex
gr=1(^y)G1
4Q+G2
0.008337
0.003342
管板布管区周边
处径向应力系数
=3m(1+*)
r4K(Q+G2)
-0.002116
0.00558
管板布管区周边
处剪切应力系数
~=11+v
J4Q+G2
0.007796
0.00797
壳体法兰力矩系数Mws巴Mpj^
-0.005602
1.804e-06
计算值
许用值
计算值
许用值
管板径向应力
07=|cTrPa令
26.7
1.5bJ
193.5
20.17
3fcJ
387
MPa
管板布管区周边
'fu~,
「卩叫丿
攵
1
'径向应力
15.02
15m罚如
_Hv
193.5
14.73
3b1
387
MPa
管板布管区周边剪切应力
Pa站Dt
5-厂p6
-2.653
0.5bl
64.5
5.111
1.5fa];
193.5
MPa
壳体法兰应力切=^YMwsFa扎(R)2
4A
26.24
1.5kJ
193.5
0.01592
3丘];
387
MPa
换热管轴向应力
1LG2—Qv"I,5=PF_Q+G2忆一
5.904
fcf\
112.8
53.43
-15.85
3I
338.4
Hr
53.43
MPa
壳程圆筒轴向应力
A,门(15)…匹—As【P(Qg)Pa]
0.2005
询c
132.4
19.53
3如
397.3
MPa
换热管与管板连接拉脱应力q
二理a
dm
3.104
[q]
56.4
&335
3[q]焊接
[q]胀接
169.2
MPa
计算结果
管板名义厚度dn40mm
管板校核通过
设计条件
螺栓受力计算
预紧状态下需要的最小螺栓载荷
Wa
Wa=nbDGy=97784.4
N
操作状态下需要的最小螺栓载荷
Wp
Wp=Fp+F=81165.6
N
所需螺栓总截面积Am
Am=max(Ap,Aa)=1127.3
2mm
实际使用螺栓总截面积Ab
Ab=n——d?
=3758.4
4
2mm
力矩计算
操
作
Mp
2
Fd=0.785Dipc
=45922.5
N
Ld=La+0.5S1=39.0
mm
Md=FdLd
=1790977.5
N.mm
Fg=Fp
=23101.0
N
Lg=0.5(Db-Dg)
=31.4
mm
Mg=FgLg
=725164.4
N.mm
Ft=F-Fd
=12101.0
N
Lt=0.5(La+&+Lg)
=40.7
mm
Mt=FtLt
=492457.9
N.mm
外压:
Mp=Fd(Ld-Lg)+Ft(Lt-Lg);内压:
Mp=Md+Mg+MtMp=3008599.8
N.mm
预紧
Ma
W=285812.2
N
Lg=31.4
mm
Ma=WLG=8971949.0
N.mm
计算力矩M°=Mp与Ma[<5]ft/[O]f中大者Mo=6741086.0
N.mm
螺栓间距校核
实际间距
厂兀Db
L—b=78.5
n
mm
最小间距
Lmin=46.0(查GB150-98表9-3)
mm
最大间距
Lmax=124.0
mm
形状常数确定
%=卩点=60.00h/ho=0.2
K=Do/Di=1.467a/®=1.8
由K查表9-5得
T=1.725
Z=2.737
Y=5.240
U=5.758
整体法兰
查图9-3和图9-4
Fi=0.89511
Vi=0.39585
e=Fi/h()=0.01492
松式法兰
查图9-5和图9-6
Fl=0.00000
Vl=0.00000
e=F|_.;h°=0.00000
查图9-7
由&/&得
f=2.38873
整体法兰
U,2
diho6。
V|
=125685.4
松式法兰
U
di——帕6。
Vl
=0.0
-di—0.3
“=3fe+1
=1.52
化屮/T
=0.88
T卄仁70
=1.22
剪应力校核
计算值
许用值
结论
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SW6 校核 要点