管式反应器设计 下载本文

淮海工学院二○一三届毕业设计(论文) 第12页 共41页

图4 f值图

2剪应力

(a)剪切载荷

预紧状态的剪切载荷 W?FG?操作状态的剪切载荷

W?Wp?5009.13KN (b)剪切面积

A??3.14D?l?3.14?1116?36?126152.64mm 式中:A?————剪切面积,mm

D?————剪切面计算直径,取圆筒外径,mm l—————剪切面计算高度,mm (c)剪应力

22A?A???2mbb?10388.6KN

淮海工学院二○一三届毕业设计(论文) 第13页 共41页

预紧时的剪应力 ?? 操作时的剪应力 ??WWA??10388600?82.3MPa

126152.64A??5009130?39.7MPa

126152.643应力校核 (a)轴向应力

根据要求: ?H?1.5 1.5tf???tf与2.5???之小值

tn????1.5?144?216MPa

2.5????2.5?144?360MPa

tn

?H?68.3MPa?216MPa,所以符合要求。

(b)径向应力

?R?118.4MPa? 所以满足要求。 (c)环向应力

?T?80.4MPa? 所以满足要求。 (d)组合应力

???

RH???tftf?144MPa

????144MPa

2168.3?118.4??143MPa?2??f?

t ?H??T2168.3?80.4??124.3MPa?2??f?

t所以满足要求。 (e)剪应力

预紧时: ??82.3MPa?0.8?170?136MPa 操作时: ??39.7MPa?0.8?144?115.2MPa 符合要求。 (3)平盖封头设计计算

选用材料为16MnR,因为该封头为平盖封头,且管箱内无隔板,所以

淮海工学院二○一三届毕业设计(论文) 第14页 共41页

厚度按以下计算。

操作时 ?p?DGkPct????????t?8240.56?8?178mm

113?0.85预紧时 ?p?DGkPc?8240.17?8?85mm

150?0.85取两者中较大值,所以?p?178mm,取?p?180mm 式中:?p————平盖计算厚度,mm

DG————垫片压紧力作用中心圆直径(按GB150-1998第9章选),mm Pc————管程计算压力,MPa

???————设计温度下平盖材料的许用应力,MPa

t ???————试验温度下平盖材料的许用应力,MPa ?—————焊接接头系数 k——————结构特征系数 操作时:k?0.3?1.78WLGPDc3?0.3?G1.78?10388600?84 38?824 =0.156 预紧时:k?6.2.2 设计计算下部管箱

(1)下管箱封头材料仍选16MnR,因为介质需从设备中排出,且本设备为单壳程结构,所以采用D型管箱。 根据GB150-1998有:16MnR在300℃时的许用应力为因为 Pd?0.4所以 ??t1.78WLGPDc3?G1.78?5009130?84?0.17 38?824????144MPa

t?????0.4?144?1?57.6MPa

cti2设计厚度:

?????PPD?c8?800?22.86mm

2?144?1?8?d???C2?22.86?3?25.86mm

淮海工学院二○一三届毕业设计(论文) 第15页 共41页

名义厚度: ?n??d?C1???25.86?0.6???30mm 有效厚度: ?e??n?C2?C1?30?3?0.6?26.4mm

考虑到耐磨、耐热、耐腐蚀等方面性能,用焊接方法在管箱内表面堆敷一层厚度为8的00Cr17Ni14Mo2。

7 选取标准件

7.1 选取接管

7.1.1 接管的一般要求 (1)接管应与壳体内表面平齐;

(2)必要是可设置温度计接口、压力表及液面计接口; (3)接管与外部管线可采用焊接连接;

(4)设计温度在300℃以上时,必须采用整体法兰; (5)对于不能利用接管进行放气和排液的换热器,应在管程和壳程的最高点设置放气口,最低点设置排液口,其最小公称直径为20mm; (6)接管应尽管沿径向或轴向布置; 根据HG20592-97选取:

测压口、放净口、排气口选用?25?2.5规格的接管,长为150mm,重量为0.16kg。

测温口选用?32?3.5规格的接管,长度为150mm,重量为0.3kg;

导热油进出口选用?45?2.5规格的接管,长度为150mm,重量为0.48kg; 安全阀口、出料口、泄压口选用?57?3.5规格的接管,长度为150mm,重量为0.61kg;

进料口选用?89?4.5规格的接管,长度为150mm,重量为1.21kg;材料为20钢。

7.2 选取接管法兰

(1) 选取进料口接管(DN80)法兰

选用带颈凹面对焊法兰,相关尺寸根据HG20592-97查得

法兰外径(mm) 螺栓孔中心圆直径(mm) 螺栓孔直径(mm) 螺栓孔数量 190 150 18 4