乙烯乙烷冷热换热器的设计+CAD图纸(5)
由已知条件可知 ，设计压力 ，Q345R低合金钢在试验温度下的许用应力 ；Q345R低合金钢在设计温度下的许用应力 ；在试验温度下的屈服点 。
（1）筒体的应力校核
水压试验公式：
液压校核：为使液压试验时容器材料处于弹性状态，必须按下式校核试验时筒体的薄膜应力 。
（3.3）
则筒体厚度满足要求。
（2）封头的应力校核
（3.4）
符合要求。
（3）管箱的应力校核
符合要求。
3.2 管板
管板材料选择压力容器用Q345R低合金钢。管板的形式为平面行薄管板，管板与壳体、管箱的连接形式选择为不可拆式，如图3.4所示，由连接在壳体与管箱上的两法兰夹持固定。由于工作压力和工作温度的原因，本设计管子与管板的连接采用焊接，强度焊是目前应用最为广泛的管子与管板的连接方式，是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。
图3.4 管板与壳体、管箱的连接方式
管板厚度： （3.6）
对于管壳式换热器 ；
S—材料的许用应力， ；
P—有效设计压力， 。
则
考虑到腐蚀余量 和钢板的负偏差，所以管板的厚度取82 。
3.3 布管
3.3.1 换热管及其排列方式
图3.5 换热管的排列型式
换热器管束排列方式主要有正三角形和转角正三角形排列、正方形和转角正方形排列、组合排列法，如上图3.5所示，图中流向垂直于折流板缺口。本次设计的换热器管程数为2，因管程数不多，故仅采用正三角形排列。换热管采用 的无缝钢管，材料为Q345R低合金钢，共排换热管394根，另外再设6根拉杆。这样的管束排列紧凑，传热效果好，同时又便于机械清洗。
3.3.2 U形管弯管段的弯曲半径
U形管弯管段的弯曲半径 （见图3.6）应不小于两倍的换热管外径，常用换热管的最小弯曲半径 可在《GB151-1999管壳式换热器》中选取，换热管外径25mm最小弯曲半径为50mm。
图3.6 U形管弯曲半径
3.3.3 换热管中心距
按规定，换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径，结合参考文献中列出的常用换热管中心距，取换热管中心距 。
3.3.4 换热管与管板连接
管子与管板的连接，工程生产中主要有胀接、焊接、胀焊并用等几种形式。这几种型式除本身结构固有的特点外，在加工中，与生产条件、操作技术都有一定的关系。且无论采用何种连接型式，都必须保证连接处能够满足设计所需的密封性和具有足够的抗拉脱强度。由于本设计工作温度和工作压力的关系，此换热器只能采用焊接的连接结构形式来连接管子与管板。
焊接分为强度焊接与密封焊接两种。强度焊是为保证换热管与换热管密封性及抗拉脱强度的焊接，密封焊是为了保证换热管与管板连接密封性能的焊接。
管子与管板的焊接，目前应用较为广泛，由于管孔不需开槽，而且管孔的粗糙度要求不高，管子端部不需要退火和磨光，因此制造加工简便。焊接结构强度高，抗拉脱力强，当焊接部分渗漏时，如须调换管子，可采用专用刀具拆卸焊接破漏管，反而比拆卸胀管方便。
管子与管板的强度焊接，它适用于管板和换热管的材质为碳钢、低合金钢、不锈钢和在碳钢或低合金钢管板上不锈钢的各种压力、各种温度下使用的换热器，是目前应用最为广泛的连接方式。强度焊制造加工简单，抗拉脱能力强，当焊接部分失效时，可二次补焊。更换换热管也比较方便。强度焊的使用不受压力和温度的限制，但振动较大或有间隙腐蚀的场合不宜采用。本设计选用强度焊接，焊接形式见图3.7。