浮头法兰设计计算程序

浮头式换热器浮动端的结构——钩圈式浮头浮头换热器的浮头部分结构设计，除需考虑管柬能在设备内部自由伸缩，及检修、安裴、清洗方便外，还应保证浮头端盖的密封。

而钩圈对保证浮头端的密封、防止管壳间介质的串漏起重要的作用。

一、钩圈式浮头的结构及尺寸：5.7.1钩圈式浮头的结构及尺寸钩圈式浮头的详细结构见图5.7盖侧法兰一1。

外头盖法兰 B型钩圈浮头盖法兰图5. 7-1（或者GB151第82页图50）图5. 7-1中结构尺寸及符号说明如下：a-根据管束和壳体的伸缩量来确定；及、b2、bn -按5.3.3的规定； (GB151第25页)C-安装及拧紧浮头螺母所需空间尺寸，应考虑在各种情况下的热膨胀量，宜不小于60mm;Dfi——浮头法兰和钩圈的内直径，dfo=Di-2 (b1+ bn)，mm：Dfo——浮头法兰和钩圈的外直径，Dfo=Di+80，mm；Di——换热器圆筒内直径，mm：D L——布管限定圆直径，按5.5.3确定，mm：(GB151第25页)D-外头盖内直径，~Di+100，mm：Do——浮动管板外直径，Do=Di-2b1，mm。

图5.7.2钩圈：钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要的作用。

随着浮头换热器的设计、制造技术的发展、以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不断的改进和完善。

钩圈一般都是对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。

二、钩圈分类：5.7.2.1 A型钩圈和B型钩圈，GB151给出了两种型式的钩圈，即A型钩圈和B型钩圈。

见图5.7-2a、b。

A型钩圈在上世纪70年代及以前采用较多，由于A型钩圈的底部距浮动管板较远，使得浮头端壳程介质的死角增大，减少管束的有效传热面积。

且A型钩圈的厚度比B型钩圈厚一上紧双头螺柱也比B型长，稳定性差。

B型钩圈为国外引进型式，其特点是浮头管板和钩圈的斜槽采用不同倾角，浮头管板斜角采用18。

，外圈斜角2×45。

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论 公式 不仅具 有理论 的完 备 性 ， 而且 与 国标 Ｇ ５ Ｂ １１ 强 制要求 完全符 合 。
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化 工技 术
关 于 浮 头 法 兰 厚 度 计 算 的 一 种 新 方 法
于龙 文 宋岱 才
（ 宁 石 油 化 工 大 学 理 学 院 ， 顺 １３０ ） 辽 抚 １０ １
摘
要
通过严格 的数 学推 导， 得到 了一个 满足 国家标 准 Ｇ ５ —１９ Ｂ １ １ ９ ９要求 的浮头法兰厚度计 算公 式， 而解 决 了浮头 式换 从
以往 凭经 验估 值 的 问 题 ． 重要 的 是 解 决 了浮 头 式 更 换热 器浮 头法 兰 厚 度 计 算 的理 论 问题 ． 补 了 国家 弥
标准 Ｇ ５ Ｂ １ １的理论 不 足 。计 算结 果表 明 ， 此方 法 与

法兰计算规则法兰计算规则1、低、中、⾼压管道、管件、法兰、阀门上的各种法兰，应按不同压⼒、材质、规格和种类，分别以“副”为计量单位。

压⼒等级按设计图纸规定执⾏相应定额。

2、不锈钢、有⾊⾦属的焊环活动法兰安装，可执⾏翻边活动法兰安装相应定额，但应将定额中的翻边短管换位焊环。

3、中、低压法兰安装的垫⽚是按⽯棉橡胶板考虑的，如设计有特殊要求时可做调整。

4、法兰安装不包括安装后系统调试运转中的冷，热态紧固内容，发⽣时可另⾏计算。

5、⾼压碳钢螺纹法兰安装，包括了螺栓涂⼆硫化钼⼯作内容。

6、⾼压对焊法兰包括了密封⾯涂机油⼯作内容，不包括螺栓涂⼆硫化钼、⽯墨机油或⽯墨粉。

硬度检查应按设计要求另⾏计算。

7、中压螺纹法兰安装，按低压螺纹法兰项⽬乘以系数1.2。

8、⽤法兰连接的管道安装，管道与法兰分别计算⼯程量，执⾏相应定额。

9、在管道安装的节流装置，已包括了短管装拆⼯作内容，执⾏法兰安装相应定额乘以系数0.8。

10、配法兰的盲板安装已包括在单⽚法兰安装项⽬中。

11、焊接盲板（封头）执⾏管件连接相应项⽬乘以系数0.6。

12、中压平焊法兰执⾏低压平焊法兰项⽬乘以系数1.2。

管件说明⼀、本章定额与第⼀章直管安装配套使⽤。

⼆、管件连接不分种类以‘个’为计量单位，其中包括弯头、三通、异径管、管接头、管帽。

三、现场在主管上挖眼接管三通及摔制异径管，均按实际数量执⾏本章项⽬。

四、在管道上安装的仪表⼀次部件，执⾏本章管件连接相应定额项⽬乘以系数0.7。

五、仪表的温度计扩⼤管制作安装，执⾏本章管件连接相应项⽬乘以系数1.5。

⼯程量计算规则⼀、各种管件连接均按压⼒等级、材质、焊接形式，不分种类，以‘10个’为计量单位。

⼆、管件连接中以综合考虑了弯头、三通、异径管、管接头等管⼝含量的差异，应按设计图纸⽤量执⾏相应定额。

三、现场加⼯的各种管道，在主管上挖眼接管三通、摔制异径管，应按不同应⼒、材质、规格，以主管径执⾏管件连接相应定额，不另计制作费和主材费。

换热器及零部件结构设计1.绪论换热设备是化工、炼油、食品、轻工、能源、制药机械及其他许多工业部门广泛使用的通用设备。

随着工业的发展，换热设备在能量储存、转化、余热回收以及新能源利用和污染治理中得到广泛应用。

1.1 换热器的分类1.1.1 换热器的分类及特点按照传热方式的不同，换热器可分为三类：1.直接接触式换热器；2.蓄热式换热器；3.间壁式换热器.1.2 管壳式换热器的分类及特点管壳式换热器可分为五类：1.固定管板式换热器；2.浮头式换热器3.U形管式换热器；4.填料函式换热器；5重沸器。

浮头式换热器的特点浮头式换热器两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，成为浮头。

浮头部分是由浮头管板，钩圈与浮头端盖组成的可拆联接，因此可以容易抽出管束，故管内管外都能进行清洗，也便于检修。

浮头式换热器的优点是管间和管内清洗方便，不会产生热应力；但其结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求高。

适用于壳体和管束之间壁温差较大的或壳程介质易结垢的场合。

2.换热器的工艺条件与选型2.1 换热器的工艺条件设计条件壳程管程工作介质设计压力工作压力设计温度介质特性换热面积烃循环水-0.0781MPa0.495MPa-0.071MPa0.45MPa80℃60℃易爆/78㎡2.2 换热器的选型根据换热器流体的性质和各种管壳式换热器的特点，本回收塔冷却器选用浮头式换热器。

3. 换热器的零部件结构设计3.1换热管3.1.1 换热管的材料、形式及尺寸回收塔冷却器采用光管，因为光管加工方便、价格便宜。

根据换热流体的性质选用Φ25mm×2.5mm长度L=60000mm的20号无缝钢管作为换热管的材料。

根据GB151-89表3-11（a ）I 级换热器换热管外径允许的偏差是Φ25±0.20管板管孔允许的偏差是Φ+0.15025。

3.1.2 换热管的排列方式及管心距如图所示，换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形。