Конструкторский расчет

Задача конструкторского расчета состоит в определении конструктивных характеристик каждой поверхности теплообмена ПГ в целом. На этом этапе осуществляется компоновка трубных пучков и определяются характеристики ПГ, необходимые для проведения гидродинамического расчета: размеры корпуса, диаметры патрубков подводящих и отводящих трубопроводов. Здесь же в связи с необходимостью определения компоновочных размеров всех элементов производится часть расчетов на прочность цилиндрической части и днищ корпуса, коллекторов теплоносителя с целью определения толщины стенки. [1]

4.1 Компоновка трубного пучка погружного ПГ

При компоновке трубного пучка погружного ПГ горизонтального типа, необходимо:

1.Определить внутренний диаметр корпуса;

2.Раскомпоновать трубы в корпусе ПГ в наиболее компактном виде.

Компоновку труб начинают с размещения отверстий на цилиндрическом коллекторе. Форма трубных пучков коридорная (рис.4.1).

S₁-поперечный шаг трубного пучка

S₂- продольный шаг трубного пучка

Рис. 4.1- Коридорное расположение труб трубных пучков

4.1.1 Поперечный и продольный шаги трубного пучка

Поперечный и продольный шаги трубного пучка задаются в пределах:

S₁=S₂= (1.1-1.5) [ 1, стр 252].

Принимаем S₁= 24мм

S₂=24мм,

4.2 Расчет коллектора

4.2.1 Внутренний диаметр коллектора

Внутренний диаметр коллектора принимается согласно рекомендациям [1] в следующих пределах =0,6-1,1м. Принимаем =800мм.

Схема коллектора показана на рисунке 4.2.

Рис 4.2 -Схема коллектора

4.2.2 Число труб по периметру

шт.

4.2.3 Число рядов по активной части коллектора

4.2.4 Длина активной части коллектора

l_к=S₁^.n₁=24^. 112=2688 мм.

4.2.5 Расчет толщины стенки коллектора

Толщину стенки коллектора определяем из расчетов на прочность [1, стр. 312]

,

где: Рр – расчетное давление теплоносителя, ;

-коэффициент прочности;

[σ_п]-номинальное допускаемое напряжение ,

с –прибавка к номинальной толщине стенки коллектора, согласно рекомендациям

[1, стр.314] принимаем с=0 мм.

4.2.6. Расчётная температура стенки [1,с.343],

⁰С.

4.2.7 Номинальное допускаемое напряжение

Расчётная температура стенки ⁰С. При этой температуре для стали 10ГН2МФА [ ] = 21,92 кгс/мм², согласно [1, стр. 340]

4.2.8 Коэффициент прочности

Стенки корпуса и коллекторов всегда имеют ослабления вследствие наличия сварных соединений и отверстий для труб. Эти ослабления характеризуются соответствующими коэффициентами прочности [1, стр. 313].

Коэффициент прочности для продольного направления рассчитываем по формуле:

= (24-13)/24=0,458.

Коэффициент прочности для поперечного направления рассчитываем по формуле:

= 2 (24-13)/24=0,916.

В качестве расчётного коэффициента прочности берётся наименьший из двух:

φ=φ_min=φ₁=0,458

4.2.9 Расчетное давление теплоносителя [1, стр. 352]

Рр=1,25∙Р_ТН = 1,25∙16=20 МПа=2 .

4.2.10 Расчет толщины стенки коллектора

мм.

4.2.11 Наружный диаметр коллектора

мм.

4.3 Определение диаметра корпуса

4.3.1 Высота осадительного объема

мм(принимается);

4.3.2 Высота жалюзийного сепаратора

мм;

4.3.3 Высота пароприемного потолка

мм;

4.3.4 Расстояние до дырчатого погружного щита

мм;

4.3.5 Расстояние между коллектором и дном корпуса

мм;

4.3.6 Внутренний диаметр корпуса приблизительно можно рассчитать по формуле

,

В результате проделанной эскизной компоновки для надежной и благоприятной работы ПГ, принимаем

;

4.4Расчет толщины стенки корпуса

4.4.1 Расчетное давление

;

4.4.2 Коэффициент прочности

Согласно [1,стр.352] при укрепленных отверстиях коэффициент прочности для элементов корпуса .

4.4.3 Номинальное допускаемое напряжение

материал корпуса из стали марки 10ГН2МФА, расчетная температура для выбора . Тогда согласно [1, стр.340]

;

4.4.4 Поправки к расчетной толщине стенки

[1, стр.314];

4.4.5 Толщина стенки корпуса

;

Принимаем толщину ,увеличивая запас прочности.

4.5 Расчет днища корпуса ПГ

Днища барабанов, корпусов и коллекторов, как правило выполнят эллиптическими либо сферическими.

- толщина днища;

- внутренний диаметр днища

- высота днища;

Рисунок 4. 5 - Эллиптическое днище

4.5.1 Высота днища, согласно [1, стр. 314]

;

4.5.2 Толщина стенки днища

4.5.2.1 Коэффициент прочности, согласно [1,стр.344] для днищ с укрепленными отверстиями

4.5.2.2 Прибавка к толщине стенки согласно [1, стр.314] принимается

;

4.5.2.3 Рабочее давление

;

4.5.2.4 Номинально допускаемое напряжение для стали марки 10ГН2МФА, расчетная температура для выбора .

[1, стр.340];

4.5.2.5 Толщина днища

;

принимаем ;

4.5.3 Длина прямого участка днища

;

4.6 Разбивка корпуса на обечайки

4.6.1 Наружный диаметр корпуса

;

4.6.2 Длина корпуса

;

4.6.3 Длина центральной обечайки

;

4.6.4 Длина боковых обечаек

;

4.6.5 Разбивка корпуса на обечайки

Рисунок 4.6 – Разбивка корпуса на составляющие элементы.

4.7 Расчет толщины стенки трубы

4.7.1 Расчетное давление теплоносителя

;

4.7.2 Средняя температура стенки трубы

;

4.7.3 Номинальное допускаемое напряжение для стенки трубы из стали 12Х18Н10Т.

[1, стр.340];

4.7.4 Принятые для расчета внутренний диаметр и толщина стенки труб

мм, мм;

4.7.5 Расчетная толщина стенки труб

мм;

4.7.6 Прибавки к толщине на минусовый допуск

;

4.7.7 Прибавка на утонение стен за счет коррозии ;

4.7.8Необходимое утонение стен по технологическим, монтажным и другим соображениям (принимается).

4.7.9 Прибавка на утонение стен за счет мест гибов

для расчета овальность трубы

;

4.7.10 Прибавки к толщине стенки

;

4.7.11 Расчетная толщина стенки труб

;

ближайшая большая толщина стенки по ГОСТ на трубы из стали 12Х18Н10Т равна 1,6мм. Она и принимается в качестве толщины стенки труб теплопередающей поверхности: .

4.8 Расчет толщины стен патрубка для выхода пара

4.8.1 Скорость движение пара

;

4.8.2 Внутренний диаметр патрубка

(принимается);

4.8.3 Толщина стенки патрубка

;

4.8.4 Наружный диаметр патрубка

;

4.9 Расчет патрубка входа питательной воды на прочность

4.9.1 Давление питательной воды

[1,стр.26];

4.9.2 Расчетное давление

;

4.9.3 Скорость движения питательной воды

(принимается);

4.9.4 Удельный объем питательной воды

;

4.9.5 Внутренний диаметр

;

4.9.6 Толщина стенки патрубка

;

4.9.7 Наружный диаметр

;

Поиск по сайту: