固定管板式换热器压力容器计算书

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称： 021000EQUIPMENT图号： 00000000000001DWG NO。

设计单位：神雕是的发放神雕爱疯阿斯蒂芬艾丝凡DESIGNER设计计算条件壳程管程设计压力p4 MPa设计压力p t 1 MPas设计温度t120 ︒C设计温度t t70 ︒C s壳程圆筒外径Do 325 mm 管箱圆筒外径Do 325 mm 材料名称20(GB8163) 材料名称20(GB8163)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开孔补强设计计算管板校核计算计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 P c 1.00 MPa设计温度 t 70.00 ︒ C 外径 D o 325.00 mm 曲面深度 h o 83.00mm 材料Q235-B (板材) 设计温度许用应力 [σ]t114.12 MPa 试验温度许用应力 [σ] 116.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm焊接接头系数 φ 1.00压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c t ][][σσ= 1.0000 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T ≤ 0.90 σs = 211.50MPa 试验压力下封头的应力 σT = φδδ.2))5.02(.(e e o T K KD p --= 24.45MPa校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2o )(22261nh o h n h D δδ = 1.0406 计算厚度 δh = ()ct oc 5.02][2P K D KP -+φσ = 1.47mm 有效厚度 δeh =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 最小厚度 δmin = 3.00 mm 名义厚度 δnh = 8.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量8.16Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= ()e o et 5.02][2δφδσ--K KD = 4.66810MPa结论 合格计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 P c 1.00 MPa设计温度 t 70.00 ︒ C 外径 D o 325.00 mm 曲面深度 h o 83.00mm 材料Q235-B (板材) 设计温度许用应力 [σ]t114.12 MPa 试验温度许用应力 [σ] 116.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm焊接接头系数 φ 1.00压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c t ][][σσ= 1.0000 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T ≤ 0.90 σs = 211.50MPa 试验压力下封头的应力 σT = φδδ.2))5.02(.(e e o T K KD p --= 24.45MPa校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2o )(22261nh o h n h D δδ = 1.0406 计算厚度 δh = ()ct oc 5.02][2P K D KP -+φσ = 1.47mm 有效厚度 δeh =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 最小厚度 δmin = 3.00 mm 名义厚度 δnh = 8.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量8.16Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= ()e o et 5.02][2δφδσ--K KD = 4.66810MPa结论 合格内压圆筒校核 计算单位 神雕是的发放 神雕爱疯阿斯蒂芬艾丝凡计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 P c 4.00 MPa设计温度 t 120.00 ︒ C 外径 D o 309.00 mm 材料 20(GB8163) ( 管材 ) 试验温度许用应力 [σ] 152.00 MPa设计温度许用应力 [σ]t144.20 MPa 试验温度下屈服点 σs 245.00 MPa 钢板负偏差 C 1 1.20 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm 焊接接头系数 φ 1.00厚度及重量计算计算厚度 δ = c t oc ][2P D P +φσ = 4.23mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 5.80 mm 名义厚度 δn = 8.00 mm 重量71.50Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 5.0000 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 220.50MPa 试验压力下 圆筒的应力 σT = φδδ.2).(e e o T -D p = 130.69MPa校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= )(][2e o t e δφσδ-D = 5.51689MPa 设计温度下计算应力 σt= ee o c 2)(δδ-D P = 104.55 MPa [σ]tφ 144.20 MPa校核条件 [σ]tφ ≥σt结论 合格延长部分兼作法兰固定式管板设计单位神雕是的发放神雕爱疯阿斯蒂芬艾丝凡设计计算条件简图设计压力p s 4 MPa设计温度T s120 C︒平均金属温度 t s 0 ︒C装配温度t o 15 ︒C壳材料名称20(GB8163)设计温度下许用应力[σ]t144.2 Mpa程平均金属温度下弹性模量E s 2.023e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数αs 1.076e-05mm/mm︒C圆壳程圆筒内径D i309 mm 壳程圆筒名义厚度δs8 mm 壳程圆筒有效厚度δse 5.8 mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量E f’ 1.958e+05 MPa 壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25πD i27.499e+04 mm2 壳程圆筒金属横截面积 A s=πδs (D i+δs) 5736 mm2管设计压力p t 1 MPa箱设计温度T t 70 ︒C圆材料名称20(GB8163)筒设计温度下弹性模量E h 2.01e+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)δh 8 mm 管箱圆筒有效厚度δhe 7 mm 管箱法兰设计温度下弹性模量E t” 1.985e+05 MPa 材料名称BFe10-1-1换管子平均温度 t t 0 ︒C 设计温度下管子材料许用应力[σ]t t 62.2 MPa 设计温度下管子材料屈服应力σs t92.8 MPa热设计温度下管子材料弹性模量E t t 1.203e+05 MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量E t 1.249e+05 MPa 平均金属温度下管子材料热膨胀系数αt 1.167e-05 mm/mm︒C 管管子外径d12 mm 管子壁厚δt 1 mm计算条件换热管简图计算压力P c 1.00 MPa设计温度 t 120.00 ︒ C内径D i 10.00 mm材料 BFe10-1-1 ( 管材)试验温度许用应力[σ] 67.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 62.20 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 0.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.08mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 1.00mm 名义厚度δn = 1.00mm 重量 0.39 Kg压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 11.30909 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 5.50 MPa[σ]tφ 62.20 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论换热管内压计算合格计算条件换热管简图计算压力P c -4.00MPa设计温度 t120.00︒ C内径D i10.00mm材料名称 BFe10-1-1 (管材)试验温度许用应力[σ] 67.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 62.20 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 0.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算计算厚度δ = 0.89mm 有效厚度δe =δn - C1- C2= 1.00mm 名义厚度δn = 1.00mm 外压计算长度 L L=1252.00mm 外径 D o D o= D i+2δn = 12.00mm L/D o 4.33D o/δe 12.00A值 A= 0.0084027B值 B= 49.54重量0.39 kg压力计算= $$155MPa 许用外压力 [P]= BD o e/δ结论换热管外压计算合格设 计 条 件简 图设计压力 p 1.000 MPa计算压力 p c 1.000 MPa 设计温度 t 70.0 ︒ C 法兰输入厚度δf 20.0 mm 法 材料名称 Q345R 许用 f []σ 185.0 MPa 兰 应力 f t []σ 189.0 MPa 材料名称 40Cr 螺 许用 b []σ 196.0 MPa 应力 b t []σ 183.5 MPa 栓 公称直径 d B 20.0 mm 螺栓根径 d d 17.3 mm 数量 n 12 个b b ''=4025.30 m 2.00 垫 2b " 5y (MPa)11.0D 415.0结构尺寸 D i 310.0 D D d b G b b '(")=-+2片 mm D b 375.0 = 347.0d b23.0δ1 16.0 螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a W a = πb 'D b y =327841.1N 操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W p = F '+F 'p + F R = 308190.5N 实际使用螺栓总截面积 A bA b =24dd n π= 2818.8 mm 2弯 矩 计 算F D = 0.785D i 2p c= 74952.6N 整体: L D D D b i 1=--05.()δ活套: L D D D b i =-05.()L D = 33.0 mm T b b c D 0.785'()F D d p F =--2= 22312.1N T L D d b D '.(")=++-0252b b i = 23.5mm p G c ''."F D m p b =⋅⋅⋅628= 10901.3N p b '.(")L d b =+052 = 14.0mm F F L F L F L L R D D P P T TR=++'''' = 200024.6NL D D d d R b b b =-++()42= 15.8 mm 计算用弯矩 M 0 = F R L R = 3150387.0N .mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 L D n==πb 98.2mm 最小间距L min =46.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm 最大间距L d max =+=32B f δ100.0mm计 算 结 果按弯曲应力确定的法兰厚度 δσπfn 0ft b b =-=6M D nd []()10.5mm 校核合格。