Расчет толщины стенки корпуса и трубной решетки для теплообменного аппарата

Исходные данные и результаты расчета приведены в таблицах 6.2 - 6.5. Расчет производится только для рабочих условий.

Таблица 6.2 – Определение толщины стенки кожуха ТОА

Параметр	Значение
Внутренний диаметр кожуха, Dвн, мм
Материал стенки кожуха
Расчетная температура стенки кожуха, tрас кор ,0С	tрас кор= max{tраб; 20 °С}=
Коэффициент прочности сварного шва	= 1
Допускаемое напряжение кожуха в рабочих условиях при расчетной температуре tрас кор, МПа	[σ]tкор=η·σ*t, = МПа (η =1 для сварных аппаратов - поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям σ*t - нормативное значение допускаемого напряжения при расчетной температуре tрас кор )
Расчетное внутреннее избыточное давление для рабочих условий, МПа	= МПа
Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки без учета суммы прибавок С, Sц рас , мм

Таблица 6.3 – Значения прибавок к расчетной толщине

Таблица 6.4 – Результаты определения исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки для рабочих условий

Таблица 6.5 – Определение толщины стенки трубной решетки

Параметр	Значение
Средний диаметр прокладки фланцевого соединения, Dп.ср мм	Dп.ср =Dп -b п ,где Dп – наружный диаметр прокладки, определяемый по формуле Dп = DБ - e , где е – определяется по по [26] в зависимости от диаметра болта dБ ; b п – ширина прокладки, мм, выбирается по [26]. Тип прокладки выбирается по [18]
Материал трубной решетки
Расчетная температура трубной решетки, tр , 0 С	tр = (выбирается большее значение из двух – для трубного или межтрубного пространства)
Допускаемое напряжение трубной решетки в рабочих условиях при расчетной температуре tрас кор, МПа	[σ]t = η·σ*t, = МПа (σ*t - нормативное значение допускаемого напряжения при расчетной температуре tрас кор )
Расчетное давление, Ррас , МПа	Ррас = МПа (выбирается большее из двух – для трубного или межтрубного пространства)
Коэффициент прочности сварного шва,	= 1
Расчетная толщина стенки трубной решетки S тр. реш , мм (значение округляется до стандартного)	≥0,01 м

Подбор штуцера

Присоединение трубной арматуры к аппарату, а также технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидких и газообразных продуктов производится с помощью штуцеров или вводных труб, которые могут быть разъемными и неразъемными. По условию ремонтопригодности применяются разъемные соединения (фланцевые штуцера). Неразъемные соединения (на сварке) применяются при блочной компоновке аппаратов в кожухе, заполненном тепловой изоляцией, где длительное время не требуется осмотра соединения.

Стальные фланцевые штуцера стандартизированы и представляют собой трубки из труб с приваренными к ним фланцами или кованные заодно с фланцами. В зависимости от толщины стенок патрубки бывают тонкостенные и толстостенные, что вызывается необходимостью укрепления отверстия в стенке аппарата патрубком с разной толщиной стенки.

Конструкция штуцера зависит от Р_y и D_у, где Р_у – условное давление, Dу – условный диаметр.

Диаметр штуцеров в теплообменном аппарате можно определить по объемному расходу входящего потока по формуле

, (6.1)

где G – массовый расход паровой или жидкой фазы, кг/с;

средняя скорость движения потока в штуцере, м/с. Для жидкой фазы принимается равной 1-2 м/с, для паровой (газовой) фазы – 10 - 20 м/с;

ρ – плотность среды входящего или выходящего из штуцера потока, кг/м³.

По полученному значению и ранее принятому условному давлению Ру выбирают стандартный штуцер.

Присоединение фланцевых штуцеров к цилиндрическому корпусу, днищу или крышке производится с определенным вылетом, который зависит от Ру, D_у, а также от толщины изоляции аппарата, если аппарат подлежит тепловой изоляции. Вылеты без фланцевых штуцеров не стандартизованы, их можно принимать по соответствующим длинам патрубков фланцевых штуцеров.

Расположение штуцеров в корпусах аппаратов должно быть таким, чтобы минимальное расстояние между сварными швами составляло не менее 100 мм. При необходимости выполняется механический расчет на прочность.