本章适用于半焊板式换热器和全焊板式换热器。钎焊板式换热器的设计采用爆裂试验验证方法，钎焊板式换热器的爆裂试验见附录B（标准的附录）。

6.1 夹紧螺柱

6.1.1 符号

A_a——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm²；

A_b——实际使用的夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm²；

A_m——需要的夹紧螺柱总截面积，mm²；

A_p——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm²；

a₂——被密封槽中心线包容的板片投影面积，mm²；

B——垫片有效密封宽度，mm；

F₀——作用于a₂上的流体静压力，N；

F_p——工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；

l——垫片中心线的展开长度，mm；

m——垫片系数，橡胶：m=1.0（半焊板式换热器）；m=0（全焊板式换热器）；

n——夹紧螺柱数量；

p——设计压力，MPa；

W_a——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷（即预紧状态下，需要的最小垫片压紧力），N；

W_p——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；

W——螺柱设计载荷，N；

y——垫片比压力，橡胶：y=1.4MPa（半焊板式换热器）；y=0（全焊板式换热器）；

[σ]_b——常温下夹紧螺柱材料的许用应力（见表4），MPa；

[σ]^t_b——设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力（见表4），MPa。

6.1.2 夹紧螺柱载荷

a）预紧状态下需要的最小夹紧螺柱载荷W_a按式（1）计算：

W_a=lBy……………………………………………………（1）

b）工作状态下需要的最小夹紧螺柱载荷W_p按式（2）计算：

W_p=F₀+F_p…………………………………………………（2）

式中：F₀=a₂p

F_p=2lBmp

c）垫片有效密封宽度B应取垫片的最大宽度。

6.1.3 夹紧螺柱面积

a）预紧状态下需要的最小夹紧螺柱总截面积A_a按式（3）计算：

b）工作状态下需要的最小夹紧螺柱总截面积A_p按式（4）计算：

c）需要的夹紧螺柱面积A_m取A_a与A_p之大值；

d）实际夹紧螺柱总截面积A_b应不小于需要的夹紧螺柱总截面积A_m。

6.1.4 夹紧螺柱最小直径按式（5）计算：

6.1.5 夹紧螺柱设计载荷

a）预紧状态下螺柱设计载荷按式（6）计算：

b）工作状态下螺柱设计载荷按式（7）计算：

W=W_p……………………………………………………（7）

6.2 框架板和压紧板

6.2.1 符号说明

a——框架板或压紧板宽度方向的垫片跨度，mm；

b——框架板或压紧板长度方向的垫片的当量跨度（b=a₂/a），mm；

d——框架板或压紧板上接管孔的直径，mm；

d_t——框架板或压紧板宽度方向的螺柱跨度，mm；

f——框架板或压紧板的宽度，mm；

K₁——预紧状态下的结构特征系数；

K₂——工作状态下的结构特征系数；

L——夹紧螺柱中心连线的周长，mm；(www.daowen.com)

L_a——框架板或压紧板上接管孔间的最小距离，mm；

p——设计压力，MPa；

S_G——螺柱中心至垫片压紧力作用中心线的距离，mm；

S₀——常温下，实际使用的最大许用应力，MPa；

S_t——设计温度下，实际使用的最大许用应力，MPa；

W——预紧或工作状态下螺柱设计载荷，N；

Z——框架板或压紧板形状系数，，且Z≤2.5；

δ_p1——预紧状态下无孔板的计算厚度，mm；

δ_p2——工作状态下无孔板的计算厚度，mm；

δ_p——无孔板的计算厚度，mm；

δ_h——有孔板的计算厚度，mm；

[σ]^t——设计温度下框架板或压紧板材料的许用应力，MPa；

[σ]——常温下框架板或压紧板材料的许用应力，MPa。

6.2.2 框架板或压紧板实际使用时，在承受一次薄膜应力的同时，还承受弯曲应力，因此，实际使用的最大许用应力按式（8）和式（9）计算：

a）常温下，框架板和压紧板材料实际使用的最大许用应力：

S₀=1.5[σ]……………………………………………………（8）

b）设计温度下，框架板和压紧板材料实际使用的最大许用应力：

S_t=1.5[σ]^t……………………………………………………（9）

6.2.3 无孔板板厚的计算

a）预紧状态下的结构特征系数K₁按式（10）计算：

b）预紧状态下的无孔板计算厚度δ_p1按式（11）计算：

c）工作状态下的结构特征系数K₂按式（12）计算：

d）工作状态下的无孔板计算厚度δ_p2按式（13）计算：

e）无孔板的计算厚度δ_p取δ_p1与δ_p2之大值。

6.2.4 有孔板板厚的计算

6.2.4.1 框架板和压紧板开孔位于中央时，其板厚计算应考虑到补强系数C₁，C₁按式（14）计算：

6.2.4.2 实际情况下，框架板和压紧板的开口位置位于四角，其厚度计算时在考虑补强系数的同时应考虑一个缩减系数C₂，C₂按式（15）计算：

6.2.4.3 有孔板板厚按式（16）计算：

δ_h=C₁C₂δ_p………………………………………………（16）

6.3 观察口圆形平盖

6.3.1 符号说明

D_c——观察口圆形平盖的计算直径，mm；

K——结构特征系数；

p——设计压力，MPa；

S_G——观察口螺柱中心至垫片压紧力作用中心线的径向距离，mm；

W——预紧时或工作时的螺柱设计载荷，按GB150—89中7.5.2.4计算，N；

[σ]^t——设计温度下平盖材料的许用应力，MPa；

[σ]₀——常温下平盖材料的许用应力，MPa；

δ_p——圆形平盖的计算厚度，mm。

6.3.2 结构特征系数及平盖厚度的确定

a）对于图4所示的平盖，K=0.25，平盖厚度δ_p按式（17）计算：

图4

b）对于图5所示的平盖，结构特征系数K按式（18）和式（19）计算；平盖厚度按式（17）计算，取预紧状态和工作状态平盖厚度之大值：

——预紧状态：

——工作状态：

图5

6.4 本标准允许采用有限元分析方法进行受压元件设计，但需经机械部冷冻设备标准化技术委员会评定认可。