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固定式換熱器管板設(shè)計(jì)分析
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  • 固定式換熱器管板設(shè)計(jì)分析管板是管殼式換熱器的主要部件之一,特別是在高參數(shù)、大型化的場(chǎng)合下,管板的材料供應(yīng)、加工工藝、生產(chǎn)周期往往成為整臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)的決定因素[2]。由于管板與換熱管、殼體、管箱、法蘭等連接在一起構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的彈性體系,給準(zhǔn)確的強(qiáng)度分析帶來一定的困難。但是管板的合理設(shè)計(jì),對(duì)提高換熱器的安全性、節(jié)約材料、降低制造成本具有重要的意義。
    目前針對(duì)管板設(shè)計(jì),大部分采用SW6進(jìn)行計(jì)算,其原理是先假設(shè)管板厚度,反算管板應(yīng)力(殼體法蘭應(yīng)力、管子應(yīng)力、殼程圓筒軸向應(yīng)力和拉脫應(yīng)力)是否符合要求,計(jì)算方法存在一定的局限性,本文針對(duì)一個(gè)工程應(yīng)用進(jìn)行分析。
    2 典型實(shí)例計(jì)算
    殼程設(shè)計(jì)壓力0.5MPa,設(shè)計(jì)溫度120°,管程設(shè)計(jì)壓力1.6MPa,設(shè)計(jì)溫度220°,筒體內(nèi)徑為1000mm,筒體長(zhǎng)度為2900mm,壁厚為10mm,材料選用Q345R,管板材料為鍛件16Mn,換熱管采用Φ25X2,長(zhǎng)度為3000mm,共計(jì)784根,正三角形排布,折流板間距為800mm,設(shè)置膨脹節(jié)。
    折流板間距根據(jù)GB151-1999中規(guī)定:最小間距一般不小于圓筒內(nèi)徑的五分之一,且不小于50mm[1]。換熱管在最大無支撐跨距為1850mm,筒體長(zhǎng)度為3000mm。管箱法蘭按照標(biāo)準(zhǔn)JB/T4702-2000,壓力等級(jí)按照1.6MPa,法蘭厚度為66mm[8],管板的厚度最少為法蘭厚度的0.6倍,即39.6mm,固管板厚度最小值取為40mm,使用SW6計(jì)算軟件,在其他參數(shù)一定的情況下,通過改變折流板間距,來計(jì)算管板的厚度。圖1、圖2、圖3和圖4為
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