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主要内容 ? ? ? ? ? ? 1 、适用范围 2 、换热器特点 3 、设计参数 4 、材料 5 、设计 6 、管板与换热器的连接 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 1 、适用范围 适用于固定管板式、浮头式、 U 形管式和填料 函式换热器的设计、制造、检验和验收。 换热器主要由前端管箱、壳体和后端结构 （包括管束）三部件组成。 1.1 适用参数 D N ≤2600mm P N ≤36MPa D N × P N ≤1.75× 10 4 1.2 设计温度 同 GB150 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 1 、适用范围 1.3 不适用场合 直接受火焰加热换热器 核辐射换热器 疲劳分析换热器 其他行业标准管辖的换热器 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 主要内容 ? ? ? ? ? ? 1 、适用范围 2 、换热器特点 3 、设计参数 4 、材料 5 、设计 6 、管板与换热器的连接 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 2 、换热器特点 2.1 固定管板式 两块管板分别焊于壳体两端，是一种不可拆结构 1 ）结构简单，设计成熟； 2 ）管束（管间）无法清洗； 3 ）壳程温度△t50℃，需设置膨胀节 当管、壳程有温差时，按温差计算出壳体轴向应力σ H ， 换热管轴向应力σ t ，换热管与管板之间拉脱力 q ，当有一 项不能满足强度条件时，就需要设置膨胀节。 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 2 、换热器特点 2.2 浮头式 : 一块管板固定，一块管板同换热管在壳体内壳可自 由伸缩，当管、壳程有温差时，可自由伸缩，不会 产生温差应力。 1 ）可进行管间管内清洗； 2 ）一端管板是浮动的，无 温差应力，可用于大温差场合 ； 3 ）一般情况 P max 6.4Mpa ， T max 400℃ Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 3 、外压元件（园筒和球壳） 3.1 失稳 外压元件承受的压应力，其破坏形式主要是失稳，失稳可 分为周向失稳和轴向失稳。 周向失稳 断面由园形变成波形 周向压缩应力引起 轴向失稳 轴线由直线变成波形线 轴向压缩应力 引起 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 3 、外压元件（园筒和球壳） 3.2 外压容器的设计 外压容器园筒和球壳的设计主要是稳定性计算。 外压容器园筒壁厚的计算，主要是为了防止在外压作用下壳体的失稳。 为了防止失稳，应使壳体防止失稳的许用压力 [P] 大于或等于计算压力 Pc. 园筒稳定安全系数取 3.0 ，球壳稳定安全系数取 14.52 。 1 ）周向失稳计算 外压容器壳体壁厚计算一般采用图算法，根据壳体直径（或半径），计 算长度，假设壁厚 ( δe)和所用材料牌号，利用图表查取系数，然后代入 公式得到许用外压力 [P] ，使 [ P]≥Pc ；否则重新计算直至合格为止。 2 ）轴向失稳计算 由园筒或管子的半径，壁厚δe和所用材料牌号，用图表查取系数，代入 公式得 B 值，使计算压力 Pc 小于或等于许用轴向压缩应力。许用轴向压缩 应力取设计温度下材料许用应力 [ σ]和 B 值的较小值。 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 3 、外压元件（园筒和球壳） 3.3 防止外压园筒失稳措施 防止外压园筒失稳措施主要有： 1 ）增加园筒壁厚； 2 ）缩短园筒的计算长度； 3 ）设置加强圈。 加强圈设置应整圈围绕在园筒上，并要求有足够截面 积和组合惯性距。加强圈可设置在容器内部或外部。加 强圈和园筒之间连接可采用连续焊或间断焊。间断焊外 部不少于园筒周长的 1/2 ，内部不少于 1/3 。 Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 主要内容 ? ? ? ? ? ? ? 1 、总论 2 、受压元件 3 、外压元件（园筒和球壳） 4 、开孔补强 5 、法兰 6 、低温压力容器（附录 C ） 7 、超压泄放装置（附录 B ） Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002 4 、开孔补强 开孔不仅削弱容器强度，也造成局部应力集中，是 造成容器破坏重要因素，所以开孔补强是压力容器 设计重要组成部分。 4.1 适用范围 在筒体、封头上开圆孔，椭圆孔或长圆孔。非园孔的 a/b≤ 2 。 筒体 D i ≤ 1500 或凸形封头 d≤ 1/2D i ( 且筒体d≤ 520mm) 筒 体