(1) 设筒体厚度为?n?6mm。
有效厚度?e??n-C1-C2?6-0.9-2?3.1mm， 式中：
C1─0.9mm， 则：筒体外径为:
D0?Di?2?n (8-10)
0?2?6 ?240?2mm41 2筒体计算长度L应该包括封头直边段长度(50mm)和封头曲面深度(Di/4)的1/3。
24001L?2800?50???3050mm
43因此：
24123050D0??778.1，L??1.265。 ?eD03.12412(2) 由文献[9]P166得，筒体的临界长度的公式为：
Lcr?1.17?241224123.1?78.72m
因为L?3050mm 1.3?cr= (8-11) -0.51.5?L?D0???D0??-0.45?????Dd??de???0??e?把L?3050mm，D0?2412mm，代入式(8-11)中得： 1.3-0.51.5?3050?2412???2412?-0.45????????24123.13.1?????????cr=?4.80?10?5 因为?cr?A，所以A?4.80?10?5。 (3) 由文献[15]P250，查得：B?20MPa。 (4) 筒体的许用外压力： ?P?=B (8-12) D0/?e把数据代入可得： 20P??0.026MPa。 ??2412/3.1(5) 由于Pc?0.2MPa?[P]?0.026MPa，因此其厚度还需要在增大，我们就应该重新对筒体的厚度进行设定。 16 此次设为?n?16mm，然后按照以上步骤再进行计算，可得出：A=4.21?10?4。 查得：B?48MPa。 由此可得出：?P??48?0.259MPa。 2432/13.1因为P而且数值相近，因此筒体的名义厚度就可以确定c?0.2MPa?[P]?0.259MPa，为16mm。 由上面计算就可以得出筒体的有效厚度为?e?13.1mm，名义厚度为?n?16mm。 3.1.3 受外压时下封头厚度的确定 (1) 椭圆封头当量球壳内半径为： R0?K1Di (8-13) 查文献[15]P214可知，K=1。 因此: R0?1?2400?2400mm。 (2) 我们对封头的名义厚度进行设定，取值为?n?16mm。 有效厚度就为?e??n-C1-C2?16-0.9-2?13.1mm。 (3) A值的确定 ?A?0.125e (8-14) R13.1?0.125??6.82?10?4 2400(4) 查得：B?71MPa。 (5) 许用应力?P?的确定： ?P??B71??0.388MPa R0/?e2400/13.1因为P而且数值相近，因此封头的名义厚度就可以确定c?0.2MPa?[P]?0.388MPa，为16mm，则有效厚度就为13.1mm。 3.1.4 压力试验及应力校核 由文献[3]P158得： PT?1.25P??? (8-15) t???137?0.25MPa 137 =1.25?0.2?式中： 17 ???一在试验温度下材料的许用应力，试验温度为90摄氏度。 P?D????T?Tie (8-16) 2?e ?0.2?5?24?002?13.11?1?3.23.0M3Pa 查文献[5]P236得：对于316，?s?205MPa。 则0.9??s?0.9?0.85?205?156.825MPa。 由于?T=23.03MPa?156.825MPa?0.9??s，因此筒体的强度校核合格。 通过以上的计算，可知在内、外压作用时确定出的封头及其筒体的名义厚度都为16mm，有效厚度都为13.1mm。 3.2 夹套筒体及封头厚度的确定 3.2.1 夹套筒体厚度计算 由条件可知Di?2400mm,查文献[10]P38可得： 夹套的直径为Di?200?2400?200?2600mm。本次设计采用的是不可拆卸的整体夹套，所用材料为20R。 其夹套筒体的计算厚度就为： ?c=式中： 2??t??-PcPcDi (8-17) ?一焊接接头系数0.85， Di一筒体的内径2400mm， 由文献[15]P205查得：在90度时，20R材料的许用应力为133MPa，代入(8-17)得： 0.2?2400?c??2.12mm?3mm 2?133?0.85?0.2由文献[16]P133可知，对于容器材料为碳素钢的，其不包括腐蚀裕量的最小厚度应该不小于3mm，因此，设计厚度就为： ?d??c?C2?3?1?4mm 式中： C2一腐蚀裕量，对于20R 来说就等于1mm。 通过文献[6]P222查得：C1=0.6mm，名义厚度为： ?n??d?C1???4?0.6???6mm 18 有效厚度为?e??n-C1-C2?6-0.6-1?4.4mm。 3.2.2 夹套封头厚度的确定 夹套封头厚度为： ?? ?KPcDi (8-18) 2??t??-0.5Pc1.0?0?.22400?2.1mm2 2?13?30.85?-0.50.2同上步骤可得： 夹套封头名义厚度：?n??d?C1???4?0.6???6mm 夹套封头有效厚度?e??n-C1-C2?6-0.6-1?4.4mm， 因为 0.15﹪?e=4.4mm>0.15%Di=3.6mm=3.6mm，所以满足其稳定要求。 通过以上的计算，夹套封头及筒体的名义厚度都为6mm，有效厚度为4.4mm。 3.3 液压试验状态下的稳定性校核 3.3.1 夹套试验压力 由文献[15]P205查得：材料20R在温度为90度的时候其许用应力为133MPa，在温度为100度的时时候则为132.8MPa。 PT1?1.25P???t????1.25?0.1?133?0.125MPa； 132.8PT2?0.1?P?0.2?0.125?0.325MPa。 因此夹套的试验压力就为PT=0.325MPa。 3.3.2 内筒体的校核 对于筒体的封头来说，由上可知，A?6.82?10?4，得B=71MPa，则 ?P??B?0.388?0.325，因此在试验中筒体的封头较稳定。 D0/?e而就筒体而言，A= 4.21?10?4，得B=48MPa，则： ?P??B?0.259?0.325， D0/?e因此在试验中要对筒体进行保压，其能维持的最小压力为 19 MPa。 PT??P??0.325?0.259?0.066第五章 热束管的设计 5.1 热束管的尺寸计算 热束管弯管段的弯曲半径R（见图3.5.2）应不小于两倍的换热管外径，常用换热管的最小弯曲半径minR可按GB151-1999表11选取，取minR=40mm。 U形管弯管段弯曲前的最小壁厚按式（3-5-1）计算： 其中，d = 19mm，R = minR= 40mm，1? = 2mm，带入上式得2.2375440mm，圆整取为2.5mm。 5.2 管子的中心距计算 换热管的中心距宜不小于1.25倍的换热管外径，根据GB151-1999表12，取换热管中心距为S = 25mm，取分程隔板槽两侧相邻管中心距nS = 38mm。 5.3 热束管的排列原则 ①换热管的排列应使整个管束完全对称； ②在满足布管限定圆直径和换热管与防冲板间的距离规定的范围内，应全部布满换热管； ③拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘在靠近折流板缺边位置处应布置拉杆，其间距小于或等于700mm，拉杆中心至折流板缺边的距离应尽量控制在换热管中心距地（0.5～1.5）3范围内； ④多管程的各管程数应尽量相等，其相对误差应控制在10%以内，最大不得超过20%。 20
核电站蒸汽发生器传热管束结构设计
