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设计外压Pd0.5MPa计算外压P0.5MPa设计温度t150℃筒体计算长度L2881mm筒体外径D0250mm筒体有效壁厚T12.5mm筒体材料屈服强度Sy206MPa极限抗拉强度Su404MPaSo185.4MPa弹性模量E1.97E+05Mpa6.97E-042.75E-032.75E-03A18.37E-04A21.10E-0291.3MPa6.09MPaB=0.5AEB=0.4Sy(A/A1)a其中a=Lg(1.25)/Lg(A2/A1)B=0.5Sy若A≤A1若A1≤A≤A2若A2≤A筒体外压稳定性计算简图A=1.3(T/D0)3/2/((L/D0)-0.45(T/D0)1/2)-0.23(T/D0)2=A=1.1(T/D0)2=设计条件20HR-B(ABT302)系数A（L/D0≥0.1时有效）A取大值A=许用外压Pa系数BA1≤A≤A2B=0.4Sy(A/A1)^aPa=4B/3(D0/T)=A1=0.8Sy/E=A2=0.01+Sy/E=判断Pa≥P满足稳定性要求许用外压Pa设计外压Pd0.5MPa计算外压P0.5MPa设计温度t150℃封头内深度h257.5mm封头外径D01062mm封头有效壁厚T12.5mm封头材料屈服强度Sy206MPa弹性模量E1.97E+05Mpa系数K1K10.90A1.63E-03A18.37E-04A21.10E-0287.3MPa许用外压Pa1.14Mpa判断Pa=B/(R/T)=Pa≥P满足稳定性要求系数B若A≤A1B=0.5AE若A1≤A≤A2B=0.4Sy(A/A1)a其中a=Lg(1.25)/Lg(A2/A1)若A2≤AB=0.5SyA1≤A≤A2系数AA=1/(8R/T)=其中R=K1×D0B=0.3Sy(A/A1)^0.37)椭圆封头外压稳定性计算设计条件简图20HR-B(ABT302)A1=0.8Sy/E=A2=0.01+Sy/E=设计外压Pd1MPa计算外压P1MPa设计温度t180℃筒体计算长度L1204mm筒体外径D02000mm筒体有效壁厚T33.4mm筒体材料屈服强度Sy125MPa极限抗拉强度Su404MPaSo112.5MPa弹性模量E1.85E+05MPa5.09E-033.07E-045.09E-03A14.05E-04A21.21E-03A31.87E-0259.4MPa1.32MPaB=0.3Sy(A/A1)0.37若A2≤A≤A3A2≤A≤A3取大值A=Pa=4B/3(Do/T)=B=0.45Sy(A/A2)^a=Pa若A≤A1筒体外压稳定性计算设计条件简图00Cr19Ni10(ABT308)B=0.45Sy(A/A2)a其中a=Lg(1.11)/Lg(A3/A2)系数A（L/D0≥0.1时有效）AA=1.3(T/D0)3/2/((L/D0)-0.45(T/D0)1/2)-0.23(T/D0)2=A=1.1(T/D0)2=许用外压A1=0.6Sy/E=A2=1.8Sy/E=A3=0.02-2Sy/E=若A3≤AB=0.5Sy系数BB=0.5AE若A1≤A≤A2判断Pa≥P满足稳定性要求Pa许用外压设计外压Pd0.5MPa计算外压P0.5MPa设计温度t180℃封头内深度h255mm封头外径D01088mm封头有效壁厚T33.4mm封头材料屈服强度Sy125MPa弹性模量E1.85E+05Mpa系数K1K10.90A4.26E-03A14.05E-04A21.21E-03A31.87E-0289.6许用外压Pa3.06Mpa判断B=0.45Sy(A/A2)^a=Pa=B/(R/T)=Pa≥P满足稳定性要求A=1/(8R/T)=其中R=K1×D0A2=1.8Sy/E=A3=0.02-2Sy/E=系数AA1=0.6Sy/E=椭圆封头外压稳定性计算设计条件简图00Cr19Ni10(ABT308)系数B若A≤A1B=0.5AE若A1≤A≤A2B=0.3Sy(A/A1)0.37若A2≤A≤A3B=0.45Sy(A/A2)a其中a=Lg(1.11)/Lg(A3/A2)若A3≤AB=0.5SyA2≤A≤A3设计压力Pd0.5MPa计算压力P0.5MPa设计温度t150℃筒体内半径R515mm筒体材料基本许用应力S103MPa屈服强度Sy206MPa修正系数K1厚度负偏差C10.3mm腐蚀裕量A0.5mm计算厚度tm2.95mm3.75mm圆整取4mm筒体有效厚度te3.20mm压力试验类型0.75MPa142.44MPaσT≤195.70MPa满足最小壁厚要求.压力试验时应力校核水压试验试验压力0.95Sy=压力试验时应力校核合格试验压力下圆筒的应力σT=PT(2R+te)/(1.7te)=σT设计条件简图20HR-B(ABT302)不锈钢tmin≥3mm（不包括腐蚀裕量）tmin≥6mm(不包括腐蚀裕量)碳钢、低合金钢te=tn-A-C1=壳程筒体壁厚计算tn=筒体名义厚度tn最小壁厚tn≥tm+C1+A=tm=PR/(0.85KS-0.6P)=设计压力Pd0.5MPa计算压力P0.5MPa设计温度t150℃椭圆封头内长轴D1030mm封头内曲面深度h257.5mm封头材料基本许用应力S103MPa修正系数K1厚度负偏差C10.3mm腐蚀裕量A0.5mm形状系数k1计算厚度tm2.94mm3.74mm圆整取4mm封头有效厚度te3.20mmte=tn-A-C1=满足最小壁厚要求.封头名义厚度tntn≥tm+C1+A=tn=tm=PDk/(1.7KS-0.2P)=最小壁厚碳钢、低合金钢tmin≥6mm不锈钢tmin≥3mm壳程椭圆封头壁厚计算设计条件简图20HR-B(ABT302)设计压力Pd4.65MPa计算压力P4.74MPa设计温度t180℃筒体内半径R510mm筒体材料基本许用应力S102.6MPa屈服强度Sy125MPa修正系数K1厚度负偏差C10.6mm腐蚀裕量A0mm计算厚度tm24.23mm24.83mm圆整取34mm筒体有效厚度te33.40mm压力试验类型6.975MPa109.99MPaσT≤118.75MPa满足最小壁厚要求.te=tn-A-C1=管程水室筒体壁厚计算tn=筒体名义厚度tn最小壁厚tn≥tm+C1+A=tm=PR/(KS-0.6P)=设计条件简图00Cr19Ni10(ABT308)不锈钢tmin≥3mmtmin≥6mm碳钢、低合金钢压力试验时应力校核合格试验压力下圆筒的应力σT=PT(2R+te)/(2te)=σT压力试验时应力校核水压试验试验压力0.95Sy=设计压力Pd4.65MPa计算压力P4.74MPa设计温度t180℃椭圆封头内长轴D1020mm封头内曲面深度h255mm封头材料基本许用应力S102.6MPa修正系数K1厚度负偏差C10.6mm腐蚀裕量A0mm形状系数k1计算厚度tm23.67mm24.27mm圆整取34mm封头有效厚度te33.40mm满足最小壁厚要求.tmin≥3mm管程水室椭圆封头壁厚计算设计条件简图00Cr19Ni10(ABT308)te=tn-A-C1=封头名义厚度tntn≥tm+C1+A=tn=tm=PDk/(2KS-0.2P)=最小壁厚碳钢、低合金钢tmin≥6mm不锈钢设计压力Pd4.65MPa计算压力P4.72MPa设计温度t150℃换热管外半径Ro8mm换热管材料基本许用应力S102.6MPa修正系数K1厚度负偏差C10.1mm腐蚀裕量A0mm计算厚度tm0.36mm管子平均弯曲半径R48mm管子外直径do16.00mm弯曲前管子厚度t弯曲前0.39mm0.49mm圆整取1mm换热管有效厚度te0.90mm换热管壁厚计算tm=PRo/(KS+0.4P)=te=tn-A-C1=设计条件简图t弯曲前=tm(R/do+0.25)do/R=换热管名义厚度tntn=00Cr19Ni10(ABT312)tn≥t弯曲前+C1+A=设计压力Pt1.2MPaPs0MPa最高工作压力Po1MPaPo'0MPa试验压力Pe1.8MPaPe0MPa设计温度t100℃t100℃入口温度t160℃t135℃出口温度t250℃t244℃换热管材料00Cr19Ni10(ABT312)管程对管板腐蚀裕量A10mmA20mm换热管外径do15.3mmDo1062mm换热管壁厚tt1mmts16mm管板形式S108MPa管板材料换热管数量n200C4625.9mm管间距p19mmA21222mm2法兰内径B684mmC'746mm法兰颈最薄处厚度g00mmg10mm螺栓材料基本许用应力S'172MPaEc2.04E+05MPa屈服强度Sy724MPaEh2.03E+05MPa密封垫材料bo8.5mm垫片外径Do718mmm1垫片内径Di684mmy1.4MPa垫片有效密封宽度b7.38mmDj703.25mm壳程设计条件设计压力设计温度20HR-B(ABT302)壳体外径壳体壁厚入口温度出口温度壳体材料壳程对管板腐蚀裕量00Cr19Ni10(ABT313)U形管管板设计温度下弹性模量垫片基本密封宽度带法兰管板壁厚计算0Cr17Ni4Cu4Nb(ABT336)比压力垫片平均直径00Cr17Ni14Mo2+石墨管程设计条件最高工作压力试验压力C所包括的面积螺栓孔节圆直径管板设计条件基本许用应力换热管排列形式三角形法兰颈最厚处厚度布管范围周长20℃时弹性模量垫片系数设计工况设计压力下的最小垫片压紧力FM(Pd)39091.22N设计工况下的内压轴向力FF(Pd)465872.99N设计工况下的螺栓紧固力FS(Pd)504964.21N172MPa需要最小螺栓截面积SA12935.84mm2运行工况预紧状态下的最小垫片压紧力Fj22803.21N操作状态下的最小垫片压紧力FM(Po)32576.01N操作状态下的内压轴向力FF(Po)388227.49N室温下保证密封性所需的力FSo422876.43N420803.51N操作状态室温下的螺栓紧固力FSi422876.43N172.00MPa需要最小螺栓截面积SA22446.53mm2试验工况试验条件下的最小垫片压紧力FM(Pe)58636.83N试验条件下的内压轴向力FF(Pe)698809.49N试验工况下的螺栓紧固力FS(Pe)757446.31N482.67MPa需要最小螺栓截面积SA31569.29mm2计算需要的最小螺栓截面积SA2935.84mm2实际选用螺栓规格M16数量n3613.300mm实际螺栓截面积SB4998.91mm2螺柱小径dFF(Pe)=3.14Dj2Pe/4=SA3≥FS（Pe）/(2Sy/3)=FSi=MAX(Fj,FSo)=a)螺栓截面计算FF(Pd)=3.14Dj2Pt/4=FS(Pd)/SA≤S'=FM(Po)=6.28bmDjPo=FF(Po)=3.14Dj2*Po/4=Fj=3.14bDjy=FM(Pd)=6.28bmDjPt=FS(Pd)=FF(Pd)+FM(Pd)=SA2≥FSi*Eh/(Ec*MIN(S',2Sy/3))=FSi*Eh/(SA*Ec)≤MIN(S',2Sy/3)=FS(Pe)=FF(Pe)+FM(Pe)=FS(Pe)/SA≤2Sy/3=FSo=Ec*FS(Po)/Eh=FS(Po)=FF(Po)+FM(Po)=SB=3.14nd2/4=FM(Pe)=6.28bmDjPe=SA1≥FS（Pd）/S'=SA=MAX（SA1，SA2，SA3）=设计需要的螺栓紧固力FSi’504964.21N法兰应力计算中修正的螺栓紧固力Fsi682388.48N支承载荷HD轴线与节圆的距离hd31.00mm支承载荷HG轴线与节圆的距离hg21.38mm支承载荷HT轴线与节圆的距离ht26.19mm法兰内部静压力HD440720.35N密封垫与法兰孔间环形面的力HT25152.64N密封垫上的压缩力HG216515.49N法兰内部由内压引起的弯矩MD13662.33N·m密封垫与法兰内径间的环形面的弯矩