碱洗气水冷器的设计+CAD图纸+答辩PPT(6)
3.1 壳体与管箱厚度的确定
根据给定的流体的进出口温度，选择设计温度为85℃；设计压力为1.7Mpa。由之前的计算知，壳体和管箱壳体外径为800mm。下面确定其壁厚。
3.1.1 壳体和管箱材料的选择
列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。目前，常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。不锈钢和有色金属虽然抗腐蚀性能好，但价格高且较稀缺，应尽量少用。
低合金钢在强度韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能均优于相同含碳量的碳素钢，具有良好的综合力学性能和制造工艺性能，同时还能减少容器厚度，减轻重量，节约钢材。本次设计的换热器属于常规容器，考虑到成本使用条件等因素，选择Q345R低合金钢为壳体与管箱的材料，在85°C时 。
3.1.2 圆筒壳体厚度的计算
取工作压力等于设计压力，则 ，本设计采用双面焊对接接头形式，100%无损检测，取焊接接头系数 。
计算壁厚 （3.1）
设计壁厚 由于碱洗气有一定的腐蚀性，取腐蚀裕量 。则
对于Q345R低合金钢，压力容器常用钢板负偏差 ，则 。
名义壁厚 ，可取名义壁厚为 。
3.1.3 管箱壁厚
取工作压力等于设计压力，则 ，本设计采用双面焊对接接头形式，100%无损检测，取焊接接头系数 。
计算壁厚
设计壁厚 取腐蚀裕量 。则
对于Q345R低合金钢，压力容器常用钢板负偏差 ，则 。
名义壁厚 ，可取名义壁厚为 。3.2 封头
根据标准JB/T4737-95，选择标准椭圆形封头。
椭圆形封头是由长短半轴分别由a，b的半椭圆和高度为 的短圆筒(通称为直边)两部分构成的。直边的作用是为了保证封头的制造质量和避免筒体与封头间的环向焊缝受到边缘应力的作用。
受内压(凹面受压)的椭圆形封头的计算壁厚为： （3.2）
式中：K—椭圆形封头形状系数， 而对于标准椭圆形封头，K=1.00，故
取腐蚀裕量 。则
对于Q345R低合金钢，压力容器常用钢板负偏差 ，则 。
名义壁厚 ，可取名义壁厚为 。
由以上壳体和管箱壳体的尺寸结构应选择的封头为DN=800mm，材料为Q345R，封头厚度为 ，直边高度为 。
3.3 水压试验校核
对于压力容器而言,水压试验是很重要的一个环节，其主要检验压力容器密封、承压等性能。水压试验压力应以能考核承压部件的强度，暴露其缺陷，但又不损害承压部件为佳。通常规定，承压部件在水压试验压力下的薄膜应力不得超过材料在试验温度下屈服极限的90％。压力容器水压试验后，无渗漏、无可见的异常变形，试验过程中无异常的响声，则认为水压试验合格。
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 =189MPa；Q345R低合金钢在设计温度下的许用应力 =189MPa；在试验温度下的屈服点 。
3 3.1 筒体的应力校核
水压试验公式： （3.3）
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 。
则筒体厚度满足要求。3.3.2 封头的应力校核
符合要求。3.3.3 管箱的应力校核