《釜式再沸器設(shè)計(jì)說明書》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《釜式再沸器設(shè)計(jì)說明書（42頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、浙 江 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：釜式換熱器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 系 別： 專 業(yè)：過程裝備與控制工程 學(xué) 號(hào)： 目 錄 1概述 3 2設(shè)計(jì)計(jì)算 5 2.1 主要技術(shù)參數(shù)的確定 5 2.2 釜式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 5 7 2.2.3換熱器殼程設(shè)計(jì) 8 2.3 元件的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 2.3.1 筒體 9 2.3.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用及主要零部件的設(shè)計(jì) 15 3.1 法蘭的選用 15 15 16 3.2 封頭 17 3.3 管板 18 3.4 堰板 19 4鞍座的設(shè)計(jì) 19 4.1 鞍座

2、的選取 19 4.2 鞍座位置的設(shè)置 19 19 20 4.2.3 A值的確定 20 4.3 力的計(jì)算 20 20 21 24 26 4.4 總合力計(jì)算 27 4.5 應(yīng)力校核 29 30 31 31 4.6 結(jié)論 32 5三維實(shí)體造型設(shè)計(jì) 32 5.1 軟件介紹 32 5.2 主要零部件的造型設(shè)計(jì) 32 5.2.1 管箱封頭的設(shè)計(jì) 32 5.2.2 鞍座的設(shè)計(jì) 34 5.2.3 螺母的設(shè)計(jì) 35 5.3 裝配體的設(shè)計(jì) 35 5.4 工程圖的生成 38 設(shè)計(jì)總結(jié) 41 注釋 43

3、 參考文獻(xiàn) 44 45 謝辭 附件 46 1 概述 換熱器是一種實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備 , 是在化工、石油、石油化工、冶金 等領(lǐng)域普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備，在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的 40%左右， 占總投資的30%-45%近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，利用換熱器進(jìn) 行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑砹孙@著的經(jīng)濟(jì)效益。目前在換熱設(shè)備中，使用量最大的是管 殼式換熱器。在近年來國(guó)內(nèi)在節(jié)能、增效等方面改進(jìn)換熱器性能，在提高傳熱效率，減 少傳熱面積，降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。換熱器的大量 使用有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本

4、降低，效益提高。管殼式換熱器雖然在換 熱效率、設(shè)備體積和金屬材料的耗量等方面不如其他新型換熱設(shè)備，但他又結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、 操作彈性大、可靠程度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在各種工程中得到普遍使用。而本 次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目就是有相變傳熱的釜式換熱器，它也是管殼式換熱器的一種，廣泛應(yīng) 用于石油及化工領(lǐng)域，又稱釜式再沸器。 換熱器作為節(jié)能設(shè)備之一，在國(guó)名經(jīng)濟(jì)中起到非常重要的作用。換熱器的結(jié)構(gòu)決定 了換熱器的性能，一種性能能否發(fā)揮其作用取決用設(shè)計(jì)著如何選擇合理的結(jié)構(gòu)，任何一 個(gè)場(chǎng)合都有適應(yīng)于這個(gè)特點(diǎn)的換熱結(jié)構(gòu)。要是傳熱效率提高、能耗下降、就必須了解換 熱器的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，在這次設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就作為

5、重點(diǎn)之一。 設(shè)計(jì)題目在畢業(yè)實(shí)習(xí)之前就已確定，任務(wù)涵蓋了兩部分內(nèi)容，一是設(shè)備設(shè)計(jì)部分； 二是在設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維實(shí)體輔助造型設(shè)計(jì)。設(shè)備設(shè)計(jì)包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各 個(gè)組成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)和選型以及校核。三維實(shí)體輔助造 型設(shè)計(jì)是利用軟件 SolidWorks 來完成的，包括各個(gè)零部件的造型設(shè)計(jì)、裝配體的設(shè)計(jì)和 工程圖的生成。工作任務(wù)是比較繁重的，在實(shí)習(xí)過程中，見到最多的是固定管板式換熱 器，卻未見到釜式設(shè)備，對(duì)于釜式換熱器的局部結(jié)構(gòu)始終無法想象，關(guān)于釜式換熱器的 介紹資料在圖書館的資料庫里，找到的不多。在經(jīng)過多次考慮和導(dǎo)師的探討，才對(duì)它的 總體結(jié)構(gòu)確定了下

6、來，然而解決后新的問題又?jǐn)[在面前，在過去的學(xué)習(xí)中，并未對(duì) SolidWorks 做深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，當(dāng)要系統(tǒng)的完成一個(gè)完全有自己設(shè)計(jì)的設(shè)備建模時(shí)遇 到了太多的問題，每個(gè)功能的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)過程有時(shí)需要摸索很多次，而且往往會(huì)在建模 時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的合理性出問題，對(duì)前面的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行反復(fù)的修改，直到最后完成工程 圖的生成，才完成了設(shè)備的全部設(shè)計(jì)，可以說，每一步都緊密聯(lián)系在一起，相互制約著。 但同時(shí)也讓我體會(huì)到設(shè)計(jì)者和制造者之間的矛盾和聯(lián)系，設(shè)計(jì)者有時(shí)是無法注意到制造 問題的，而 SolidWorks 可以讓設(shè)計(jì)者先對(duì)自己的設(shè)計(jì)做一個(gè)檢驗(yàn)。 通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻地認(rèn)識(shí)，

7、并從中學(xué)到了很多課本上 無法得到的東西，通過自身的努力和學(xué)習(xí)，通過導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)，使我不僅在知識(shí)水平 上和解決實(shí)際問題的能力上有了很大的提高，而且深刻體會(huì)到要把所學(xué)的知識(shí)理論變成 可實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備時(shí)，所面對(duì)的種種難題，認(rèn)識(shí)到提高運(yùn)用知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力 的重要性，由于時(shí)間倉(cāng)促和經(jīng)驗(yàn)不足，難免存在很多問題，敬請(qǐng)各位老師指導(dǎo)！ 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 主要工藝參數(shù)的確定 殼程 管程 介 質(zhì) 水、水蒸氣 再生氣 設(shè)計(jì)壓力 MPa 0.4 3.2 設(shè)計(jì)溫度℃ 210 340 換熱面積 m2 260 接管規(guī)格： 再生氣進(jìn)口 DN300； 再生氣出口 DN300 水 進(jìn) 口

8、DN300 ； 水出口 DN300 蒸汽出口 DN400 2.2 釜式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選擇了比較帶蒸發(fā)空間的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式， 由管箱、 小端殼體， 斜錐殼體， 大端殼體、 管板、法蘭、換熱管等零部件組成。如圖 2— 1 所示 圖 2— 1 1) 換熱管 a) 換熱管的形式 換熱管形式有光管、各種翅片管、螺紋管、異形管等。光管是作 為管殼式換熱器的傳統(tǒng)形式， 當(dāng)前應(yīng)用非常普遍， 廉價(jià)， 易于制造、 安裝、 檢修、 清洗方便。隨著節(jié)約材料，節(jié)約能源的強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究的發(fā)展，光管不斷受到 沖擊，但是依據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)和考慮制造成本，依然選用光管。 b）管徑 采用標(biāo)準(zhǔn)管徑的換熱

9、管。小管徑可使單位體積的傳熱面積增大，結(jié)構(gòu)緊湊, 金屬耗量減少，傳熱系數(shù)提高。將同直徑換熱器的換熱管有 25改為19使換熱 面積可增加40%£右，節(jié)約金屬20%；上，但小管徑流體阻力大，不便清洗，易 結(jié)垢，堵塞。一般大直徑管子用于粘性大或污濁的流體，而再生氣成分未定，選 用25 nlm X 2.5加的無縫鋼管。 c）管長(zhǎng) 管子過長(zhǎng)清洗安裝均不方便。一般取 6m以下，對(duì)于臥式設(shè)備，管長(zhǎng)與殼 徑之比應(yīng)在6-10范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)管長(zhǎng) 6m o d）管材選用20號(hào)鋼。 e）管束確定估算單根換熱管面積A 4 A —單根換熱管的面積褶 d 一無縫鋼管直徑mm t 一無縫鋼管壁厚

10、mm 所需的換熱管數(shù)n=F A F 一要求工藝換熱面積nf, F=260 m2 25 nm X 2.5 mm的換熱管的拉桿至少需要 6根，故所需換熱管管數(shù)至多608根。 2）管板 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一，用來排布換熱管、將管程與殼程的流體分 開，避免冷熱流體混合，并同時(shí)受管程壓力、殼程壓力和溫度的作用。 a）管板材料在選擇管板材料時(shí)除考慮力學(xué)性能外還應(yīng)考慮管程和殼程流體的腐 蝕性，以及管板和換熱管之間的電位差對(duì)腐蝕的影響，由于此設(shè)計(jì)中的再生氣主 要成分為二氧化碳,選用一般壓力容器用鋼 16MnR b）列管形式排布 考慮到管外是水易清洗，采用正六邊形排列。換熱管中心

11、距要保 證管子與管板連接時(shí)，相鄰兩管間的凈空距離有足夠的強(qiáng)度和寬度，一般不小于 1.2倍的換熱管外徑，因此換熱管的中心距選標(biāo)準(zhǔn)S=32mm。管板上排列管子的根 數(shù)六角形14層，實(shí)際可排721根，對(duì)角線上的管數(shù)N=29不計(jì)弓形部分可排管 子總數(shù)為631根。 c）管板與殼體和管箱的連接 管板與殼體的連接形式分為兩類：一種是可拆式，一 種是不可拆式。對(duì)于釜式換熱器特殊的結(jié)構(gòu)形式，考慮維修方便，以及再生氣的 腐蝕性并不大，氣密性要求不高，管板不做法蘭設(shè)計(jì)中采用如圖 3— 1 所示的連 接形式： 圖 2— 1 加緊式連接 d) 換熱管與管板的連接形式 換熱管與換熱管的連接在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)

12、中是 一個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)部分，它不僅給加工工作量大，而且必須使每個(gè)連接處在設(shè) 備運(yùn)行中，保證無泄漏及能承受介質(zhì)壓力。從制造工況以及經(jīng)濟(jì)等方面考慮，我 選用了強(qiáng)度焊。 3) 管箱 管箱的作用是把從管道輸送來的流體均勻地分布到各換熱管內(nèi)，和把管內(nèi)流 體匯集在一起送出換熱器，在多管程換熱器中，管箱還起到改變介質(zhì)的流向的作用，由 于我采用的釜式換熱器的特殊結(jié)構(gòu)形式，我選用封頭管箱，并用兩程，隔板尺及結(jié)構(gòu)見 圖3—3。但是由于采用了 2程分程，隔板槽兩側(cè)管心距至少取 44 mm。 圖 2— 3 分程隔板 2.2.3 換熱器殼程設(shè)計(jì) 課程內(nèi)主要由殼體、折流板、支撐板、拉桿、定距管、滑板

13、等結(jié)構(gòu)組成。 1) 殼體結(jié)構(gòu)見設(shè)計(jì)圖紙。 2) 折流板 折流板的作用是為了提高殼程流體流速，迫使流體按規(guī)定的路徑多次橫向 流過管束，增加湍動(dòng)程度，以提高管間對(duì)流傳熱效率。而對(duì)于釜式換熱器，折流板 即起著流作用又起支撐作用。由于弓形折流板中，流體只經(jīng)過圓缺部分而垂直流過 管束，流動(dòng)中死區(qū)較少，所以較為優(yōu)越，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。弓形折流板的圓缺率為 25% 左右。折流板的缺口應(yīng)盡量靠近管排，此采用上下方向排列，可造成流體劇烈擾動(dòng)， 以增大傳熱系數(shù)。 弓形折流板的間距一般不應(yīng)小于殼體內(nèi)徑的 20%,且不小50 mm,并相鄰兩塊折 流板間距不得大于殼體內(nèi)徑。由于換熱管總長(zhǎng)為6000mm,去折流

14、板間距為750mm, 可以計(jì)算需要 7 塊折流板。 折流板的安裝固定時(shí)通過拉桿和定距管來實(shí)現(xiàn)的， 每一 根拉桿的最后一塊折流板是與拉桿焊接的。其缺口的弦高取 0.3 倍的圓筒內(nèi)徑， h=300mmo對(duì)于臥式換熱器，為在停車時(shí)排進(jìn)課程內(nèi)殘留也和在換熱過程中伴隨有 氣相的產(chǎn)生，則在折流板頂和底部需設(shè)置缺口，其角度為 90°,高度為15?20nlm, 共排除換熱器內(nèi)殘留也和氣體用。 折流板的厚度是根據(jù)換熱器直徑和換熱管無支撐 跨距來實(shí)現(xiàn)的，由2表3—5查得折流板的最小厚度為10 mm。它的名義外徑為 DN — 6=99400.8 嘰 3) 拉桿 拉桿常用形式有兩種：一種為拉桿和

15、折流板焊接形式，一般用于換熱管外徑 小于或等于14 mm的管束；另一種為拉桿定居管結(jié)構(gòu)形式，用于換熱管外徑大于或等 于18 mm的管束。拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣，對(duì)于大直徑的換熱器，再不 管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，拉桿直徑選用 16mm 。 4) 滑板 用來支撐折流板，并在安裝時(shí)起到導(dǎo)軌和滑軌的作用，便于安裝和拆卸，并 在設(shè)備工作時(shí)防止由于介質(zhì)的沖擊引起的震動(dòng)和浮動(dòng)，它的長(zhǎng)度定為 5000mm,有兩 根組成。材料選用 Q235 AF 。 2.3 元件的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 換熱器是由客體、管箱、封頭、官板、法蘭、換熱管等受力元件組成，各元件都需 要進(jìn)行強(qiáng)度

16、設(shè)計(jì)計(jì)算，以確保在運(yùn)行時(shí)安全可靠。 由于官板受力情況復(fù)雜，影響管板強(qiáng)度的因素很多，有管內(nèi)外壓力，溫度生產(chǎn)的應(yīng) 力，法蘭力矩和換熱管的支撐力等的影響，故正確地進(jìn)行管板分析計(jì)算是比較復(fù)雜的， 在此由于時(shí)間的關(guān)系，不予校核設(shè)計(jì)。 2.3.1 殼體 1) 小端殼體直徑的計(jì)算 給予管板相連接的殼體，因此其厚度應(yīng)根據(jù)殼體內(nèi)徑應(yīng)等于 或大于管板布管最大圓的直徑，所以從管板直徑的計(jì)算可以確定殼體的內(nèi)徑。 D —?dú)んw計(jì)算內(nèi)徑，加叫 S —管心距，mm； b — 最外層的六角形對(duì)角線上的管數(shù)， b=29； e — 六角形最外層管中心到殼體內(nèi)壁距離，一般取 e (1 ~ 1.5)d0 。 但根

17、據(jù)圓筒的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，只能取 Di 1000mm 。 2) 大端殼體直徑的確定 釜式換熱器是需要在殼體的上部設(shè)置適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)空間， 同時(shí)兼 有蒸汽室的作用。頁面的最低位置應(yīng)比價(jià)熱管的最上部表面高約 50 mm,且大端直徑 和小段直徑之比為1.5?2倍，錐形過渡段為30°。因此去大端直徑為2倍于小端直 徑，即為Dii=2000mmo則由此可以得到斜錐的長(zhǎng)度為li ctg30o 1000 1732mm 3) 殼體的壁厚 根據(jù)工藝條件可知， 本設(shè)計(jì)的釜式換熱器屬于中低壓容器， 選用壓 力容器常用鋼16MnR殼體的計(jì)算厚度 一計(jì)算厚度，加叫 Pc 一計(jì)算壓力，取設(shè)計(jì)壓力0.

18、4 MPa； Di —圓筒內(nèi)徑，mm； 一 需用應(yīng)力， MPa,由于 200c 時(shí) t=170MPa , 250c時(shí) =156MPa ,用試差法計(jì)算在 210c是 t =176.4 MPa ; 一焊縫系數(shù)，=0.85 0.4 2000 n 2 167.4 0.85 0.4 =2.8 mm 16MnR的負(fù)偏差為 Ci=0,取腐蝕余量 C2 =2 mm,因此鋼板的名義厚度可取 n Ci C2 5mm。但作為大端直徑為2000 nlm的圓筒的最小厚度為 n =14mm, 小端直徑為1000nlm的圓筒的最小厚度為 n=10mmo為制造方便和考慮經(jīng)濟(jì)成本小端 和大端直徑以及

19、斜錐殼都取 n =14 mm 進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)校核：即 / T PT—D^-- 0< 0.9 2 e 一要求工藝換熱面積Itf D —?dú)んw計(jì)算內(nèi)徑，mm; S —管心距，mm； b —最外層的六角形對(duì)角線上的管數(shù)，b=29; e —六角形最外層管中心到殼體內(nèi)壁距離，一般取 e (1~1.5)d0 一計(jì)算厚度，加叫 Pc 一計(jì)算壓力，取設(shè)計(jì)壓力0.4 MPa； Di —圓筒內(nèi)徑，mm； t—需用應(yīng)力，MPa ,由 一有效厚度，加明 s 一 屈服應(yīng)力，s=340MPa； Ph egh=1X9.81 X 2000=0.01962 MPa ' Pt=Pt

20、PH =0.51962 MPa 0.51962 2000 12 2 12 =50.22 MPa 0.9 s=0.9 X0.85 X 340=260.1 MPa T< 0.9 s,由此可知筒體厚度取14 nlm完全符合要求 4）管箱厚度計(jì)算2由于管箱受到的壓力與殼體受到的壓力不同，但選用了封頭管箱, 并且封頭選用了標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，由此其計(jì)算厚度按封頭的計(jì)算厚度，即 Pc 一 計(jì)算壓力，取設(shè)計(jì)壓力，Pc=3.2 MPa t— 需用應(yīng)力，340 時(shí) t =136.4 MPa； —焊縫系數(shù)，=1 =11.79 mm 3.2 1000 2 136.4 1 0.5

21、3.2 14 mm0 取腐蝕余量為2mm, 16MnR勺負(fù)偏差為0,因此可取其名義厚度為 2.3.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算56 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)就是適當(dāng)增加殼體或接管厚度的方法將應(yīng)力集中系數(shù)減少到某一允許 數(shù)值。采用基于彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的等面積布強(qiáng)圈，主要用于補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的布強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì) 算。規(guī)定不需要另行補(bǔ)強(qiáng)的接管外徑要小于或等于 89 mm,故5個(gè)孔都需補(bǔ)強(qiáng)。 1） 再生氣進(jìn)出口（ DN300 a）開孔所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積A 對(duì)于受內(nèi)壓的圓筒，所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 一開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積，mm2; d 一開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)徑加 2倍，厚度附加量, d =325+0=325mm；

22、一殼體開孔處的計(jì)算厚度，加叫 一 接管的有效厚度，et= - C =14-2 =12 mm； t fr 一強(qiáng)度削弱系數(shù)，fr ―,即設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體 材料需用應(yīng)力之比，當(dāng)fr>1.0時(shí)，就取fr=1.0o b =136.4 MPa , t=92MPa ,故 取 fr=1.0o A=325 X 11.79 +2 X11.79 X 12 (1 — 1) =3831.75 mm b)有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 i. 有效寬度B 取二者中最大值 B=2d B=d+2 n 2 nt 式中 B —補(bǔ)強(qiáng)有效寬度，加叫 n—?dú)んw開孔處名義厚度，加叫 nt一接管名義厚度，加叫 B=2

23、X 325=650 mm B=325+2X 14+2 X 14=381 mm 故 B=650 mm0 ii. 有效厚度 外側(cè)有效高度去式中較小值 hi接管實(shí)際外伸高度=300 mm 故 h尸67 nm。 內(nèi)側(cè)有效高度h2取式中較小值 h2=接管實(shí)際內(nèi)伸圖度=0 故 h2=0o iii. 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 殼體多余金屬面積 = (650-325) (12-11.79 ) -0 =68.25 mm2 接管多余面積A 接管計(jì)算厚度 =2 X 67.45 (12-5.38 ) 10+0 =893.0 mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)焊縫面積A3焊腳取6.0 mm 1 2 A =2X —

24、 x 6.0 x 6.0=36 mm 2 2 則 從 A1A2 A3 68.25 89.30 36 997.25mm iv. 所需另行補(bǔ)強(qiáng)的面積 故需另行補(bǔ)強(qiáng)，采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。 c) 補(bǔ)強(qiáng)圈的設(shè)計(jì) 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D應(yīng)不大于有效寬度 B=650mmo取外徑D=550nim,公稱直徑DN300 內(nèi)徑d=329的補(bǔ)強(qiáng)圈。 補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度 '=A4 一 D d =2834.5 + (550-329) =12.8 mm 考慮鋼板的厚度萩皮偏差并經(jīng)圓整，實(shí)取補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度為 14 mm,其質(zhì)量為16.8 kg。 2) 水蒸氣出口( DN400 允許不另補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為 8

25、9mm,故本開孔需要另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。 a)開孔所需的補(bǔ)強(qiáng)面A A=d 2 et 1 fr =0.82 r 123 fr= 150.4 A=402X 2.8+2 X 2.8 X 12 X (1-0.82 ) =1125.6+22.176 =1147.776 mm2 b）有效的補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度B取二者較大值 B=2d=2 X402=804 mm B=d 2 n 2 nt 402 2 14 2 14 458mm 外側(cè)有效高度hi取二者較小值 hi接管實(shí)際外伸高度=150 nlm 故 hi =75 mm 1。 6.4MPa h2=0o 內(nèi)側(cè)有效高度PN (80

26、4-402) (12-2.8 ) -2 (14-2) (12-2.8 ) (1-0.67 ) 2 mm C）有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae 殼側(cè)多余金屬面積A =3625.5 接管多于金屬面積A Pdi 2 t P 接管計(jì)算厚度 0.4 426 0.69mm =2 =1136.66 由于A A2 A 2 123 1 0.4 2 mm X75X ( 12-0.69 ) X 0.67+0 故計(jì)算至此，已經(jīng)可以得出蒸汽出口開空不再需要另行補(bǔ)強(qiáng)。 3）水進(jìn)出口開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)（DN300 由前面水蒸汽開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的計(jì)算得出，由于水進(jìn)出口的公稱直徑小于水蒸汽 出口的公稱直徑，由此，也不

27、需要另行補(bǔ)強(qiáng)。 3標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用及主要零部件的設(shè)計(jì) 789 3.1 法蘭的選用10 法蘭標(biāo)準(zhǔn)分為壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)和管法蘭標(biāo)準(zhǔn)，其尺寸和密封面的形式的確定 是由法蘭的公稱直徑和公稱壓力來確定的。 3.1.1 容器法蘭的選用 由于長(zhǎng)頸對(duì)焊凸凹密封面法蘭，安裝時(shí)易于對(duì)中，還能有效的防治墊片擠出壓緊面， 并且利于密封，適用于PN 6.4MPa的壓力容器。小段的管箱與管板及筒體的連接選用 如圖3-1所示的法蘭連接。材料選用16MnR。 圖3-1容器法蘭 DN =1000mm,D =1215 mm, Q235 AF D2=1110mm, D3=1097mm, =100 mm, H =17

28、5 mm, h =42 mm, 尸28 nm, 2 =32 mm, R =15 mm, d =33 mm, 對(duì)接筒體的最小厚度 0=14mm, 螺栓選用48個(gè)M 30X 250,法蘭質(zhì)量為m =334.2 kg 對(duì)于浮動(dòng)端的管板與封頭的連接選用了帶法蘭的球冠型封頭，因此其尺寸暫不與設(shè) 計(jì)，它屬于非標(biāo)準(zhǔn)件。 3.1.2 管法蘭的選取 管法蘭的設(shè)計(jì)采用1997年由原化學(xué)工業(yè)部頒發(fā)的《鋼質(zhì)管法蘭、墊片、緊固件》 標(biāo)準(zhǔn)來選取的。根據(jù)壓力不同，選用了不同的法蘭形式，具體數(shù)據(jù)見表 3—1。如圖3-2 和圖3—3所示，材料選用20號(hào)鋼。 表3-1 標(biāo)準(zhǔn) 形式 公稱直 徑DN 鋼管外

29、 徑Ai 法蘭外 徑D 法蘭厚 度C 螺孔直 徑K 頸的直邊 高度Hi 帶頸 對(duì)焊 300 325 515 28 450 18 板式 平焊 300 325 440 24 395 0 板式 平焊 400 426 540 28 495 0  圖3—2管法蘭 圖3—3管法蘭 3.2 封頭 對(duì)于封頭在前面計(jì)算時(shí)我已對(duì)此作了較粗略的說明，根據(jù) GB/T4737 95在小端和大 端都選用了標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。在這里給出具數(shù)據(jù)，以供下面的設(shè)計(jì)計(jì)算作參考。見表3—2< 材料選用16MnR 表3—2 公稱直徑

30、 直邊高度h。 曲間圖度hi 容積V / m2 壁厚 質(zhì)量m/ kg 1000 40 250 0.162 14 136 2000 40 500 1.173 14 511 對(duì)于浮動(dòng)端得封頭選用了帶法蘭的球冠封頭，這樣既可以節(jié)約材料，也可以減少能量 的耗損，它的體積小，法蘭的厚度又薄，在我翻閱大量的資料當(dāng)中可以看到，選用帶法 蘭的球冠封頭是比較成熟的，但計(jì)算過程比較復(fù)雜，這里不再闡述，如圖 3-4所示，材 料選用45號(hào)鋼。 圖3—4帶法蘭球冠封頭 其中 Df =997mm, Db = 950 mm, Df =910mm, 0 i 螺孔直徑為26 mm,共

31、用32個(gè)M 24 150的螺栓來連接。 3.3 管板 管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一。用來排布換熱管、將管程與殼程的流 體分開，避免冷熱流體混合，并同時(shí)受管程壓力、殼程壓力和溫度的作用。管板的設(shè) 計(jì)是否合理對(duì)確保換熱器的安全運(yùn)行、節(jié)約材料，降低制造成本是至關(guān)重要的。但是 由于計(jì)算復(fù)雜，直接選用了和借鑒了有關(guān)資料中給出的標(biāo)準(zhǔn)中給出的尺寸。 考慮到制造和維修的方便，對(duì)固定端的管板與浮動(dòng)端的管板分別作了如下的設(shè)計(jì) 尺寸，見3— 5和3—6。 WOO 圖3 5 固定 01097 管板 圖3—6浮動(dòng)端管板 3.4 堰板 堰板設(shè)置在液體出口前，為保證加熱管完全浸泡在沸騰的水

32、中，因此取其直徑為 2000 mm,弦高為1000 mm,厚度為10mm,材料用Q235 Ao 4鞍座的設(shè)計(jì)72 4.1 鞍座的選取 鞍式支座分為輕型（代號(hào) A）和重型（代號(hào)B）兩種，同樣公稱直徑輕型鞍座比重型 鞍座承載能力小，自身重量輕，根據(jù)GB/T4712-92,選取了輕型（A型）DN（1000?2000）, 120O包角帶墊板的鞍式支座。材料選用 Q235 A F （鞍座專用鋼材），墊板材料與筒體的 材料相同。對(duì)于同一型號(hào)的鞍式支座又有固定鞍座（F型）和滑動(dòng)鞍座（S型）兩種。但 一般都是成對(duì)選用，即選一個(gè) F型和一個(gè)S型，以適應(yīng)溫度變化引起的伸縮，以減少溫 差應(yīng)力。 4.2 鞍座

33、位置的設(shè)置 4.2.1 鞍座位置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求 對(duì)于雙支座上受均布載荷的簡(jiǎn)支梁，若梁的全長(zhǎng)為L(zhǎng),則當(dāng)外伸端長(zhǎng)度A=0.207L時(shí)， 雙支座跨距中間截面的最大彎矩和制作截面處的彎矩和支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等， 從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座處圓筒的截面處除彎矩以外的其他載荷， 而且支座截面處應(yīng)力比較復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨中間圓筒的彎矩，通 常取尺寸A不超過0.2L值，為此中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB《鋼制臥式容器》規(guī)定去 A<0.2L, A 值最大不超過0.25L。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。其中 A 為封頭切線至支座中心線之距離，L為封頭切線之距

34、離，止匕外，由于封頭的抗彎剛度具有 局部加強(qiáng)的作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作 用。因此JB4731還規(guī)定了當(dāng)滿足A0 0.5 % （ %為圓筒的平均半徑，Rm R , n為 圓筒的名義厚度，為了分析方便，設(shè)計(jì)中用圓筒的內(nèi)半徑 R代替Rm）. 4.2.2 設(shè)備總長(zhǎng)的確定 首先考慮換熱管的長(zhǎng)為L(zhǎng)1=60000nim,而大端封頭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2=540mm,水出口的直徑 為325mm,并考慮到設(shè)置堰板的適當(dāng)距離，取從浮動(dòng)端管板到封頭的距離 L3 =650 mm,管 箱封頭的總長(zhǎng)考慮到再生器進(jìn)出口開孔的布強(qiáng)圈的直徑，以及容器法蘭的厚度取 L4 =740 mm

35、,與此取設(shè)備總長(zhǎng)L L1 L2 L3 L4 +△ =6000+540+650+740隹=8720. 4.2.3 A值的確定 4.3 力的計(jì)算 4.3.1 重量產(chǎn)生的反力 1)設(shè)備本身的質(zhì)量mi 511 136 210 1 2 1 2 1 2 1097 2 25 614 2 26 32 470 4 4 4 595 6650 1.39 6 614 334.2 2 857+3141.01+3956.75+5120.76+768.4 =3767.08 kg 其它附件的質(zhì)量就取為m1的5%即設(shè)備的總質(zhì)量為 = (1+0.05) X 13767.08 kg =14455 kg

36、 2）物料的質(zhì)量 m2 由于物料本身占到了設(shè)備截面弦高1000頻處，其余空間均被氣體充滿，故只要 估算水的質(zhì)量就可以了。 =11027 kg 3）設(shè)備重量G 設(shè)備操作時(shí)總質(zhì)量m =14455+11027 =25482 kg =25482 X 9.81 =249978.42N 4）支座的支反力 F=1G 2 1 = -249978.42 2 =124989.21N 4.3.2 地震產(chǎn)生的力 1）地震引起固定端鞍座橫向推力FF2 G 一換熱器總質(zhì)量kg, Cs—地震系數(shù)，Cs 0.5。 =124989.21N 2）地震引起滑動(dòng)鞍座橫向推力Fs2 12

37、50mm, 3）地震引起固定鞍座反力F： H 一鞍座地班子換熱管中心線的距離，加% H L一 兩鞍座間的距離，L 4250。 =36761.5 N 4）地震引起滑動(dòng)鞍座的反力FS5 =36761.5N 5）地震引起固定鞍座測(cè)向推力FFS Ff 一重量引起固定鞍座反力，N; =62494.6N 6）地震引起滑動(dòng)鞍座測(cè)向推力Fs1 Fs一重量引起滑動(dòng)鞍座反力，N; =62494.6N 7）地震引起固定鞍座處的彎矩 MS M f 一重量引起固定鞍座處殼體軸向彎矩， N ? mm 2000 14 2 2 1007 mm 3.15 107 N mm 1.575

38、107N - mm 8) 地震引起滑動(dòng)鞍座處的彎矩 M sS MF Ms—質(zhì)量引起滑動(dòng)鞍座處殼體軸向彎矩，N?mm, Ms 9) 地震引起兩鞍座間的彎矩 M 1S Mi —重量引起在兩支座中間最大軸向彎矩， N?mm = 4.6 107N mm = 2.3 107 NI - mm 10) 地震引起固定鞍座處測(cè)向彎矩 M Fs1 = 62494.6 1250 = 8.04 107NI - mm 11) 地震引起滑動(dòng)鞍座處測(cè)向彎矩 Mss1 = 62494.6 1250 = 8.04 107N ? mm 1) 橫向有效風(fēng)載荷 FLW WC— 筒體有效寬度，WC =

39、2028 mm； HC一 筒體有效高度，HC =2250 mm； q — 當(dāng)?shù)赜行эL(fēng)壓， q=500N /mm2 。 =2265.75N 2) 側(cè)向有效風(fēng)載荷 FHW LC一 設(shè)備有效長(zhǎng)度，LC =8500 mm =7481.25N 3) 風(fēng)載引起固定鞍座出反力 FFW FFW2 — 固定鞍座處橫向風(fēng)載力， FFW2= FLW =559.76N FS2 — 滑動(dòng)鞍座處橫向風(fēng)載力， FSW2= FLW =599.76N 5) 風(fēng)載引起固定鞍座處側(cè)向推力 FFW1 6) 風(fēng)載引起滑動(dòng)鞍座處側(cè)向推力 FSW1 B — 滑動(dòng) d 鞍座至有效長(zhǎng)度間距 ，近似取 B=A 7)

40、風(fēng)載引起固定鞍座處側(cè)向彎矩 M FW1 8) 風(fēng)載引起的滑動(dòng)鞍座處側(cè)向彎矩 M SW1 4.3.4 熱膨脹產(chǎn)生的力 1) 熱膨脹引起固定鞍座處橫向推力 FFH2 — 基礎(chǔ)和活動(dòng)鞍座底板之間的摩擦系數(shù)，對(duì)鋼取 =0.8 ，對(duì)潤(rùn)滑 板 =0.1 。 = 99991N 2) 熱膨脹引起活動(dòng)鞍座處橫向推力 FSH2 S2 =12498.9N 3) 熱膨脹引起固定鞍座處彎矩 M FH =99991 X1250 = 12.5 107N mm 4) 熱膨脹引起活動(dòng)鞍座處彎矩 M SH =124989.9 X 1250 = 1.6 107 N mm 5) 熱膨脹引起兩鞍座間彎矩

41、M 1H =124989.9 X 1250 = 1.6 107N mm 4.3.5 總合力計(jì)算 1) 固定鞍座處最大反力 FFC 2 2 12 = 124989.21 3740.625 =125045.21N = 124989.212 62494.62,2 139742.2N 取其中最大值，即FfC=139742.2N0 2）滑動(dòng)鞍座處最大反力FsC 取其中最大值，即F；=139742.2N。 3）固定鞍座出有效殼體最大彎矩 M C 取兩者中最大值 即MC 3.5 107N mm。 4）滑動(dòng)鞍座處有效殼體最大彎矩M C 取其中最大值 即M 5c =3.5 107

42、N mm 5）兩鞍座處有效殼體最大彎矩M C 取其中最大值 即M； 5.14 107N mm。 4.4 應(yīng)力校核 4.4.1 軸向應(yīng)力 1）兩鞍座間軸向應(yīng)力 最局點(diǎn) PR 2 e mC RTe 最低點(diǎn) PR 2 e M； R2 e 一設(shè)計(jì)壓力，Mpq e一有效厚度，e=12mm； Ri— 內(nèi)半徑，近似取R =1000mm0 210c 時(shí), 167.4MPa ,滿足要求。 2）鞍座截面處圓筒的軸向應(yīng)力 頂部 PR M 3 2 e Ki I R2 e  底部 PR 2 K2 R2 e “扁塌”現(xiàn)象引起的抗彎模量減少系數(shù)

43、，而其中 為鞍座的有效包角， 1 — 360 5 80,則 Ki=0.107, K2 =0.192 0 12 =25.35Mpa =7.99 Mpa 4.4.2 切向應(yīng)力 對(duì)于臥式容器來說，切向應(yīng)力總是在支座的截面處最大，所以只需要討論支座截面 處圓筒和封頭上的切向應(yīng)力。封頭與圓筒的材料相同，其有效厚度往往小于圓筒的有效 厚度，故封頭中的切向應(yīng)力不會(huì)超過圓筒，不必要對(duì)封頭中的切向應(yīng)力另行校核。 鞍座處殼體上剪切力 1 k旦 Ri e k2 一系數(shù)，k2 - =1.171 ； sin cos 一弧度, ———; 180 2 20 一角度， 180 -； t =1

44、3.64Mpa 0.8 0.8 t=0.8 義 167.4=133.92Mpa. 故切向應(yīng)力也滿足要求，不需要再加強(qiáng)。 4.4.3 周向應(yīng)力 在這里周向彎取應(yīng)力與周向壓縮應(yīng)力疊加后，一起校核。 鞍座截面處圓筒最低點(diǎn)的周向應(yīng)力 5 b一 鞍座寬度，b= 220 mm K5一周向壓縮力系數(shù)，K5 0.76 =—22.64MPa 即 5 t,因此計(jì)算滿足要求。 鞍座截面上鞍座包角處的周向應(yīng)力 K6一 周向彎矩系數(shù)，K6 =0.0528 =99.97MPa 即 3 1.25 t，計(jì)算滿足要求。 4.5 結(jié)論 綜上所述，所選鞍座完全符合承載要求。 5三維實(shí)體造型設(shè)計(jì) 5

45、.1 軟件介紹 SolidWorks是由美國(guó)SolidWorks公司開發(fā)的三維機(jī)械CA取件，它以其強(qiáng)大的功能， 易用性和創(chuàng)新性，極大的提高了機(jī)械工程師的設(shè)計(jì)效率。他提供的強(qiáng)大的基于特征的實(shí) 體建模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、薄壁特征、抽殼、陣列、鏡像以及打 孔等操作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，方便地添加和更改特征，以及將特征重新排序，對(duì)草圖和特 征進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，還提供了動(dòng)畫設(shè)計(jì)功能，以及爆炸試圖設(shè)計(jì)的功能。而且在生成三維 實(shí)體零件后可以構(gòu)建三維裝配體，同時(shí)還可以生成工程圖。在設(shè)計(jì)中，更讓我體會(huì)到它 優(yōu)秀的一點(diǎn)是，可以檢查和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。因此我的設(shè)計(jì)選用了 SolidWorks來完成 三維

46、實(shí)體造型，但由于時(shí)間倉(cāng)促，和對(duì)軟件應(yīng)用不熟練，雖然反復(fù)對(duì)前面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)由 于在裝配過程中進(jìn)行了多次修改，但可能依然會(huì)存在很多不足的地方。當(dāng)然，軟件本身 也從在局限性，生成工程圖時(shí)，會(huì)有很多不盡人意的地方，但他提供的方便以及功能是 我們機(jī)械設(shè)計(jì)人員求之不得的。 5.2 主要零部件的造型設(shè)計(jì) 由于三維設(shè)計(jì)過程中用到的命令大多大同小異，將不予以一一介紹，至就部分零部 件的設(shè)計(jì)過程作以說明。其余將在答辯時(shí)用多媒體予以演示。 5.2.1 管箱封頭的設(shè)計(jì) 選擇繪制草圖的基準(zhǔn)面，單擊,9.,金呂_中,），z* 選擇所需的繪圖工具，并聯(lián)合添加/刪除幾何關(guān)系選項(xiàng)上生來繪制草圖5—1。然后選 I 擇旋轉(zhuǎn)

47、特征I ,來完成封頭繪制。 圖5—1 為設(shè)計(jì)方便，將管箱的建模合并在一起進(jìn)行，選擇繪制草圖的基準(zhǔn)面繪制直徑為1000 加的圓，選擇 畢拉伸，在彈出的對(duì)話框中選擇 然后 O選擇方 如圖5—2所示。在基體上開孔，選擇了它的右視基準(zhǔn)面，繪制草圖，選擇 向1和方向2,并選擇完全貫穿。設(shè)置分程隔板時(shí)，選擇了拉伸后在對(duì)話框里又選擇了方 向2拉伸到一面 建立基準(zhǔn)面 繪制草圖，用薄壁拉伸，如圖5—5,接管的制作完成后，有選用 圖5—3 圖5—2 圖5—5 有選用了鏡像特征 5.2.2 鞍座的設(shè)計(jì) ：|：船四 ,來完成另一接管的造型。 其余步驟不再

48、介紹，這里我想提到一點(diǎn)，就是由于 ?施，方便的完成了設(shè)計(jì)。如圖5—6所示。 SolidWorks提供的頸特征 5.2.3 螺母的設(shè)計(jì) 圖5—6 選擇“工具”里的草圖繪制實(shí)體中的多邊形設(shè)置邊數(shù)為 6, 0修改尺寸，完成后, 進(jìn)行拉伸，如圖5-7所示。完成后，重新選擇繪圖基準(zhǔn)面, 拉伸切除。選擇 定義方式@)； ■ ■ ■ E ■ .1 ■ I.K Jia Hi( ■ ■ ■. Jill IB I ■ *?B ■ ■ ■ a ■ ■ Hl I—和螺距 圖5—8 邊線并單擊右鍵，轉(zhuǎn)換實(shí)體應(yīng)用，應(yīng)用 ,彈出對(duì)話框 35.00mm 確定。在編輯草圖，用旋轉(zhuǎn)切除

49、特征 來完成修改螺母 其余零部件的設(shè)計(jì)過程不再作介紹，將在答辯時(shí)予以演 示。 3,50mm v,反W底 拗雒度⑸: 180 .OOdsq 5.3 裝配體的設(shè)計(jì) 啕 打開新建文件，彈出對(duì)話框，選擇 騷配悻，單擊“確定”。（裝配過程基本按組對(duì) 過程進(jìn)行，依次選擇零部件的）。提示插入零部件，按照換熱器設(shè)備的組對(duì)過程來裝配， 當(dāng)彈出選擇零部件對(duì)話框時(shí)，從“瀏覽”中選擇每一步所需要的零部件依次來裝配，先 對(duì)封頭管箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了裝配先組成一個(gè)子裝配體 1,如圖5—8。換熱管與管板折流板 —裝配依次順序是：浮動(dòng)端管板一拉桿一定距管一折流板一定距管一折流板一一定距管 一折流板一定距管一折

50、流板一定距管一折流板一定距管一折流板一定 圖5—8 距管一換熱管一固定端管板，這里給出換熱管與折流板和管板的裝配的結(jié)果，如圖5—9 所示。 體體封頭配合裝配連接一殼體與容器法蘭配合裝配連接一殼體與換熱管管板的配合 裝配連接一在調(diào)入裝配體1進(jìn)行配合裝配，最后的裝配結(jié)果，如圖 5-9和5—10。具體 步驟不在這里予以敘述，將在答辯時(shí)予以講述和說明。但在裝配的基礎(chǔ)上 圖 5—10 圖 5—10 進(jìn)行了爆炸視圖的創(chuàng)建和生成，在“插入”中單擊生成爆炸視圖，彈出對(duì)話框，設(shè)置 動(dòng)畫準(zhǔn)備起始時(shí)間和動(dòng)畫時(shí)間，并設(shè)置幀的數(shù)目為 8個(gè)，“完成”！如圖5-11所示。 圖 5—11 5.4

51、工程圖的生成 由于SolidWorks提供的生成的工程圖功能，不如 AutoCAD的功能，很多地方需要修 改，而且有時(shí)無法修改，例如用實(shí)體鏡像特征做成的零部件，在打刨面線時(shí)鏡像得來的 實(shí)體無法與所在實(shí)體區(qū)分。 保存完裝配實(shí)體以后選擇I印，彈出對(duì)話框，按提示根據(jù)需要完成工程圖的生成。 選擇前視圖，生成視圖1,再選擇 題昌凈口小@刨面視圖,生成工程裝配總圖.隱藏 視圖-，重新生成前視圖作為它的右視圖.利用I。眇挈A用分7r 后單擊右鍵，隱藏.局部放大視圖是用草圖繪制工具 M薊圓我3 智國(guó)@膽H ▼ 來進(jìn)行標(biāo)注和修改，有些線需要隱藏，則選準(zhǔn)之 °、口®3今益

52、不）i Z * 且生二叁 列羋來完成.由于實(shí)際操 作性太強(qiáng)，這里不再介紹，答辯時(shí)予以闡述。 兩個(gè)多月緊張的設(shè)計(jì)工作，對(duì)于我的設(shè)計(jì)課題來說時(shí)間是倉(cāng)促的，但是在這短暫的 設(shè)計(jì)時(shí)間里，我的收獲卻是豐厚的，從最初的幾個(gè)工藝參數(shù)開始，到最后相當(dāng)于實(shí)體制 造的設(shè)計(jì)建模過程每一個(gè)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的選取以及計(jì)算都反復(fù)斟酌查閱資料，比較仔細(xì)斟 酌，才開始了零部件的建模設(shè)計(jì)，工作是艱辛的，對(duì)軟件的不熟悉，每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn) 都花費(fèi)了大量的時(shí)間來摸索，然而在實(shí)體裝配圖設(shè)計(jì)時(shí)又遇到了新的問題，很多零部件 的設(shè)計(jì)雖然計(jì)算正確，但裝配時(shí)卻遇到了問題，很容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不合理性，又重新從 頭開始修改校正。這讓我深刻的體會(huì)到把所學(xué)到

53、的理論知識(shí)變?yōu)橐粋€(gè)實(shí)體，擺在眼前， 并非易事，一個(gè)問題考慮不周到，就可能給后面的制造、檢驗(yàn)、運(yùn)輸、維修帶來很多麻 煩，而這對(duì)初來乍到的設(shè)計(jì)人員來說要克服這種問題是困難的，在光有理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 的，讓我深刻體會(huì)到了老師們常說的那句“理論與實(shí)際是有差距的” 。 設(shè)備設(shè)計(jì)包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各個(gè)組成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè) 計(jì)和選型以及校核。三維實(shí)體輔助造型設(shè)計(jì)是利用軟件 SolidWorks來完成的，包括各個(gè) 零部件的造型設(shè)計(jì)、裝配體的設(shè)計(jì)和工程圖的生成。工作任務(wù)是比較繁重的，在實(shí)習(xí)過 程中，見到最多的是固定管板式換熱器，卻未見到釜式設(shè)備，對(duì)于釜式換熱器的局部結(jié) 構(gòu)始終無法想，關(guān)于釜

54、式換熱器的介紹資料在圖書館的資料庫里，找到的不多。在經(jīng)過 多次考慮和導(dǎo)師的探討，才對(duì)它的總體結(jié)構(gòu)確定了下來，然而解決后新的問題又?jǐn)[在面 前，在過去的學(xué)習(xí)中，并未對(duì) SolidWorks做深入的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，當(dāng)要系統(tǒng)的完成一個(gè)完 全有自己設(shè)計(jì)的設(shè)備建模時(shí)遇到了太多的問題，每個(gè)功能的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)過程有時(shí)需要摸 索很多次，而且往往會(huì)在建模時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的合理性出問題，對(duì)前面的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行反 復(fù)的修改，直到最后完成工程圖的生成，才作中確定設(shè)備的全部設(shè)計(jì)，可以說，每一步 都緊密聯(lián)系在一起，相互制約著。但同時(shí)也讓我體會(huì)到設(shè)計(jì)者和制造者之間的矛盾和聯(lián) 系，設(shè)計(jì)者有時(shí)是無法注意到制造問題的，而 SolidW

55、orks 可以讓設(shè)計(jì)者先對(duì)自己的設(shè)計(jì) 做一個(gè)檢驗(yàn) 。 當(dāng)然問題來了總要解決，總要克服，每一個(gè)問題的解決，都增長(zhǎng)了我的成就感，直 到最后完成設(shè)備的實(shí)體造型，就像是自己在創(chuàng)造一樣，讓我對(duì)自己的專業(yè)更充滿了信心。 也使我解決實(shí)際問題的能力更增加了一步，培養(yǎng)了我不斷探索、自己分析、解決問題的 能力。 通過本次設(shè)計(jì)使我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻地認(rèn)識(shí)， ， 并從中學(xué)到了很多課本上 無法得到的東西，通過自身的努力和學(xué)習(xí)，通過導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)，使我不僅在知識(shí)水平 上和解決實(shí)際問題的能力上有了很大的提高，而且深刻體會(huì)到要把所學(xué)的知識(shí)理論變成 可實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備時(shí)，所面對(duì)的種種難題，認(rèn)識(shí)到提高運(yùn)用

56、知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力 的重要性。 設(shè)計(jì)是符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，涉及計(jì)算結(jié)果滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。 注釋 A —單根換熱管的面積nf d 一無縫鋼管直徑mm t 一無縫鋼管壁厚mm F 一要求工藝換熱面積itf D —?dú)んw計(jì)算內(nèi)徑，加m S —管心距，mm b — 最外層的六角形對(duì)角線上的管數(shù) e —六角形最外層管中心到殼體內(nèi)壁距離，mm 一計(jì)算厚度，加m Pc — 計(jì)算壓力， MPa Di 一圓筒內(nèi)徑，mm t — 需用應(yīng)力， MPa 一有效厚度，mm s — 屈服應(yīng)力， MPa d 一開孔直徑，mm fr — 強(qiáng)度削弱系數(shù) et 一接管的有效厚度

57、，加m B—補(bǔ)強(qiáng)有效寬度，加 n—?dú)んw開孔處名義厚度，加 nt一接管名義厚度，加 G 一換熱器總質(zhì)量，kg FF — 重量引起固定鞍座反力， N WC— 筒體有效寬度，WC =2028 mm 參考文獻(xiàn) 【 1】顧芳珍 陳國(guó)桓編 . 化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ) . 天津 : 天津大學(xué)出版社 ,1994 【2】秦叔經(jīng) 葉文邦等編.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書?換熱器.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 【 3】鄭津洋 董其伍 桑芝富編 . 過程設(shè)備設(shè)計(jì) . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2001 【 4】靳明聰 程尚模 趙永湘編著 . 換熱器 . 重慶 : 重慶大學(xué)出版社 ,1989 【 5】周志安

58、尹華杰 魏新利編 . 化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ) . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,1996 【6】錢頌文 吳家聲主編 . 化工設(shè)備及設(shè)計(jì) . 北京 : 華中理工大學(xué)出版社 ,1988 【7】華南工學(xué)院化工原理教研組編 . 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì) . 華南工學(xué)院出版社 ,1986 【 8】董大勒 袁鳳隱編 . 壓力容器與化工設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（上冊(cè)） . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出 版社 ,2000 【 9】賀匡國(guó)主編 . 化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2002 【 10】曲文海主編 . 壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)（下冊(cè)）北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2000 【 11】東方

59、人華主編 . SolidWorks2003 基礎(chǔ)與應(yīng)用教程 . 北京 : 清華大學(xué)出版社 ,2003 【 12】 江洪 魏崢 顧寄南等編著 . SolidWorks2004 基礎(chǔ)教程 . 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 【 13】張威編著 . SolidWorks2001 實(shí)用教程 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2003 【 14】姚慧珠 鄭海泉合編 . 化工機(jī)械制造 . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2004 【15】張承翼 李春英主編.化工工程制圖?機(jī)械制圖.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994 謝辭 經(jīng)過兩個(gè)多月的忙碌，本次設(shè)計(jì)已經(jīng)即將結(jié)束，作為一名本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于 經(jīng)驗(yàn)

60、的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助與支持 圓滿完成此次設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里我首先要感謝賀老師的悉心指導(dǎo)和丁老師的指點(diǎn)，賀老師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài) 度和作風(fēng)給了我深刻的影響。在大學(xué)四年的生活中，得到了老師們悉心的教導(dǎo)，學(xué)到了 豐富的知識(shí)和做人的道理，為我坐向社會(huì)迎接挑戰(zhàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。感謝同學(xué)們的熱 心幫助和真誠(chéng)相待。 最后，我要再次向給與我?guī)椭乃欣蠋熀屯瑢W(xué)們表示深深地感謝，感謝大家在學(xué) 生、生活中對(duì)我的幫助，謝謝大家！ 附件 釜式換熱器裝配圖一張 A1 光盤一張 英文翻譯 碳和銘鋁鋼的現(xiàn)場(chǎng)焊接和檢查 工藝標(biāo)準(zhǔn) 編寫本標(biāo)準(zhǔn)的目的在于滿足“西

61、門子西屋工程”部門對(duì)、（P-3）碳-1/2銘-1/2鋁鋼、 （P-4） 1-1/4銘-1/2鋁鋼和（P-5A） 2-1/4銘-1鋁鋼的氣體保護(hù)電弧焊和氣體鴇電弧焊 的制造要求。雖然標(biāo)準(zhǔn)主要為了現(xiàn)場(chǎng)焊接和檢驗(yàn)編寫的，但“西門子西屋”的制造廠也 可以采用本標(biāo)準(zhǔn)。與所有總體和補(bǔ)充焊接說明（例如（SWPC現(xiàn)場(chǎng)焊接文件和（SWPC工 廠制造文件）相比，本文件優(yōu)先采用。 表I 接先 1程明的說P號(hào) 焊接工藝 P號(hào)與P好的連投 焊接根的配置 馬 5-5-2-CI 5A與 5A, 4, 3, 自耗嵌塊 17 5-5-2-OR 氣體無電弧焊 1 開焊根 19

62、 5-5-2-B 加墊板 21 4-4-2-CI 4-4-2-OR 4-4-2-B 氣體無電弧焊 4與4, 3, 1 自耗嵌塊 開焊根 加墊板 23 25 27 1-1-2-CI 自耗嵌塊 29 1-1-2-OR 氣體無電弧焊 1與 1 開焊根 31 1-1-2-B 加墊板 33 5-5-1-B 氣體保護(hù)電弧焊 5A 與 5A, 4 ,3, 1 加墊板 35 4-4-1-B 氣體保護(hù)電弧焊 4與4, 3, 1 加墊板 37 1-1-1-B 氣體保護(hù)電弧焊 1與 1

63、加墊板 39 表田就是所采用的焊料、合格的厚度范圍、支持性規(guī)程鑒定記錄等進(jìn)行了詳述。本 表可以與表m一起使用。 處于渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及其相關(guān)設(shè)備不在 ASMEBPV規(guī)范的各個(gè)章節(jié)或 ASMEB31.脫 涉及的范圍內(nèi)，因此ASMEt造規(guī)范的要求對(duì)本規(guī)范所述的焊接操作沒有特殊制約作用。 如果可行，在工程設(shè)計(jì)和制造過程中可以實(shí)現(xiàn)這些規(guī)范的編制意圖，但是，設(shè)計(jì)和制造 的最終驗(yàn)收由“西門子西屋工程”部門確定。 如果本工藝規(guī)程是按ASME B&PVg范、ASMEB31.1或國(guó)家檢驗(yàn)委員會(huì)規(guī)范ASME的 制造部分的有關(guān)要求采用的，應(yīng)全面執(zhí)行ASMEB范的規(guī)則。對(duì)于各種分規(guī)范應(yīng)用，通過 采用FA

64、R^ MD朦統(tǒng)，工程部門可以放棄焊接規(guī)程說明的各種規(guī)則， 如果可行，應(yīng)按ASME第DC章的有關(guān)規(guī)則進(jìn)行工藝規(guī)程和操作資格鑒定， 因次他們可被視 為工業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)用于焊接上述規(guī)范所特別設(shè)計(jì)的壓力容器或管道時(shí)，應(yīng)以上述規(guī)范的規(guī)則 為準(zhǔn)，并要求提供現(xiàn)場(chǎng)/工廠制造的特殊說明。 注：對(duì)于電機(jī)部件，如果要求焊接后進(jìn)行熱處理，應(yīng)在詳圖上標(biāo)出 。當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)用于渦輪 機(jī)部件時(shí)，應(yīng)執(zhí)行焊接規(guī)程說明的焊后熱處理規(guī)則。 注：對(duì)于較小直徑（＜NP-4）的P-4和P-5類管道焊接，到第21次修訂本為止，以 前所有修訂版本都未放棄焊后熱處理，雖然 ASME B&P皿范的第I m Vffl章和B3

65、1.1允 許這樣做。正如7.1節(jié)-變量所述，第22至27次修訂版本允許在某些管道焊接中放棄焊 后熱處理， 注：本次修訂版本取消了對(duì)直徑限制（最大管尺寸為NPS4）,以便放棄對(duì)P-4和P-5A 類管道的焊后熱處理， 對(duì)此在 ASMEB31.1 中有專門規(guī)定并且滿足 B31.1 的所有其他注解 要求。 發(fā)電機(jī)制造 注： 以下內(nèi)容（ 1 至 6 項(xiàng)） 僅適用于發(fā)電機(jī)的制造。它不是用于蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī) 的制造。（對(duì)于在BOMP或在圖紙上列出PS600990或PS 82121QA的發(fā)電機(jī)圖紙，分包 商應(yīng)執(zhí)行PS82148GH它是為分包商的制造活動(dòng)而專門編寫的。） 處于蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和

66、發(fā)電機(jī)裝配生產(chǎn)線線的圖紙實(shí)務(wù)之間存在一定的差別，因 此必須對(duì)專門用于發(fā)電機(jī)制造的某些屬于和實(shí)務(wù)加以解釋： 1 .如果要求焊接后進(jìn)行熱處理（PWHT或消除應(yīng)力處理，以獲得良好的尺寸穩(wěn)定性，則 應(yīng)在圖紙上注明。 （蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)通常把焊接后熱處理作為焊接標(biāo)準(zhǔn)的一部分加以 規(guī)定。 ） 2 .發(fā)電機(jī)工程”部門采用以下與標(biāo)準(zhǔn)（ASWA2.4焊接符號(hào)相關(guān)的特殊符號(hào)： 焊縫的表面加工 除了清洗之外，要用適當(dāng)?shù)暮缚p形狀和加工符號(hào)標(biāo)出焊縫表面加工。以下加工便面 符號(hào)標(biāo)注了加工方法，但沒有標(biāo)注表面光潔度： C- 氣刨 G- 打磨 M- 機(jī)加工 R- 軋制 H- 錘鍛 光潔度的標(biāo)注方法，建公司標(biāo)注 15.38- 表面組織。 焊縫的密閉 雖然以下內(nèi)容未得到ANSI或AWS標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)，但在西門子威斯西豪斯發(fā)電機(jī)圖紙上可 以采用他們對(duì)所需的焊縫密閉進(jìn)行標(biāo)注。所需密閉的縮寫符號(hào)放在箭頭的尾部。 AT- 氣密 GT- 氣密 OT- 油密 VT- 真空密閉 WT- 水密 如果在圖紙上標(biāo)注了焊縫的密閉符號(hào)，可以通過 WRIT系統(tǒng)與“發(fā)電機(jī)材料”部門的 聯(lián)系，以便采取放棄試驗(yàn)的適當(dāng)做法，或就如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)取得有關(guān)信息。 3 . 在發(fā)電機(jī)建造中，對(duì)于某些焊縫，關(guān)注的主要?dú)饷埽虼艘髮?duì)