形管换热器的设计

通过应用 Pane 的板理论,对 U 形管换热器整体管板的两侧进行了分析。考虑了实心环板及管板与壳、管箱壳体的相互作用影响。在以前的分析法基础上,提出了一个新的设计方法。采用 Osweiller 假定的弹性系数,以及 Slot 和O'Donnell 的有效弹性系数;应用 ASMEⅧ-2分篇的应力分类概念,分析了管板系统的变形、内力,以及在节距、对角线两个方向上评价了一次应力强度。把这个方法获得的设计厚度与 ASMEⅧ-1、TEMA 和 BS-5500得到的厚度相比较,并且这个方法能够使我们计算连接区域的壳体、管箱的应力。本文的分析设计方法,全面研究了管板的特性,并可以获得较薄的管板厚度,尽管这些规范的方法都是依据 Gardner 以前的安全可靠、有效的设计规则,作为坚实的基础,但管板的设计厚度仍然可降低10%左右。     

浮动填料函式高压换热器设计

自我厂获得对外贸易自主权及美国机械工程学会(ASME)授予的U及U_2钢印和相应的证书后,曾先后多次同法国TP(TE CHNIP)公司签定按照《ASME》规范、《TEMA》标准等设计及制造化工设备合同。在最近签定的换热设备设计及制造合同中,管板系按照压差设计的浮动填料函式高压换热器100E47在设计及制造上具有一定的难点。本文拟将该高压换热器设计时应具备的基本思想、结构设计、材料选择及强度计算准则进行介绍,供有关科技人员参考。     

关于TEMA管板校核计算方法的研究

管板是管壳式换热器中最重要也是最复杂的承压元件。对管板校核计算的基本理论以及所考虑的相关问题进行了阐述。对TEMA管板计算的流程进行了说明,并对计算中一些参数的定义和选取进行了深入的讨论,这对于正确理解和应用TEMA管板校核计算具有重要的意义。     

U形管式换热器整体管板设计的计算方法

本文介绍了U形管式换热器整体管板设计的一种计算方法。该方法是:将管板的钻孔区处理为一块承受均布载荷的当量实心圆板,将管外板侧的非钻孔区处理为一块承受均布载荷的圆环板,考虑了管箱和壳体与管板间的相互作用,采用解析法分析管板的变形和应力,按ASMEⅧ—2的方法对应力进行评定。该方法采用F.Osweiller假想弹性常数,它适用于管孔按正方形排列的整体管板。按其计算的管板厚度比按其它常规设计方法计算的厚度薄。     

大直径U形管换热器管板上扇形分区布管形式

对于大直径U形管换热器,如果管板上按常规布管形式布管,最外层U形管的弯曲半径就很大,不但使得外层的U形管弯管段的无支撑跨距很大,容易导致流体诱发的管束振动问题,而且使得最外层与最内层U形管的长度差值很大,将会影响换热器的整体换热性能。我们通过改变管板上的布管形式,在大直径U形管换热器管板上采用扇形分区布管形式,减小了U形管的最大弯曲半径,消除了U形管最大弯曲半径过大引起的诸多不利因素,既可以避免流体诱发的管束振动问题,还可以改善换热管中物料分布的均匀性,提高换热器的换热性能。     

有关规范对固定管板式换热器设计中管子、壳体应力规定的分析

本文在前二文的基础上分析了TEMA、ASMEⅧ—1、CODAP、GB151—89、JB4732—95等规范对固定管板式换热器设计中管子和壳体应力的计算公式,再次指出的危险工况下管子和壳体应力在固定管板式换热器设计中的重要意义。     

U形管换热器法兰接头密封性能分析

将换热器法兰接头作为一个系统进行研究,建立了U形管换热器法兰接头三维有限元模型。根据ASME中的经验公式采用等厚无孔圆平板代替开孔管板,得出了管、壳程压差作用下管板的应力分布情况。考虑了垫片材料的非线性和时滞效应,着重分析了操作工况下不同管、壳程压差对垫片应力分布及法兰接头紧密性的影响。     

UPV,CODAP以及ASME规范中换热器管板新的通用设计规定

法国CODAP规范中专用于换热器管板的规定于1990年被欧洲非火焰受压容器标准（UPV）正式采用。ASME第八篇第一分篇于1998年7月公布了以相似计算方法为基础的规定。在笔者（法国CODAP，UPV成员及ASME换热器委员会委员）的努力下，尽可能将这3种规范中的管板设计规定加以统一。     

高压力大型挠性管板换热器的优化设计和制造

本文结合工程实际案例,对采用ASME标准的高压力、大直径的挠性管板换热器进行了优化设计,用公式计算挠性管板并采用有限元方法进行了验证。阐述了该设备的制造过程中一系列优化方案及防变形措施,为该类设备的设计及制造提供了参考。     

运用SW6进行双管板换热器管板的计算

由于ＳＷ６－９３（ＳＷ６－１９９８）软件包没有双管板换热器管板的计算模块，因此在设计计算时，我们将双管板换热器分成几个单管板换热器进行计算。几年来设计了数十台固定双管板换热器（卧式、立式）和Ｕ形管双管板换热器，下面介绍分解模式。     

二急冷器柔性管板结构的应力分析

本文对二急冷换热器管板结构进行了应力分析。由于该换热器管板为带有碟形周边的薄管板,无法采用常规方法进行设计,为此采用有限元法对当量实心板结构和孔桥结构进行了详细的应力计算,计算结果以曲线和表格形式给出,并按ASMEⅧ-2附录4和GB_s151附录A的规定做了应力评定。     

U形管固有频率的计算

笔者在利用SAP5有限元程序对多跨U形管的振动进行数值计算与分析的基础上,提出了便于工程设计时应用的U形管固有频率计算公式。有助于预测与防止U形管换热器中流体诱导的振动。也有助于此类换热器在动载作用时所进行的动力分析。实验数据表明,公式的计算结果是令人满意的。     

半球形管箱高压U形管换热器管板的强度计算

对一台半球形管箱的高压U形管换热器的管板进行强度计算,该管板与管箱、壳程筒体之间的连接方式不属于GB/T 151-2014标准中列出的结构,不能直接选用该标准中的连接方式计算管板的厚度。根据管板所承受的载荷和受力情况,提出了两种计算方法计算了管板的厚度,并根据换热管中心距对管板计算厚度进行修正。因为两种计算结果比较接近,故认为所采用的计算方法是可行的。鉴于该换热器的管箱是半球形封头,而在第2种方法中将管板当作平盖计算时,现有的设计标准中均没有给出与半球形封头连接的平盖的计算方法,于是先按与圆筒连接的平盖的计算方法进行计算,然后采用ANSYS软件进行有限元应力分析,对计算结果加以验证,验证结果表明所采用的计算方法基本正确的,可用于工程设计。     

换热器管板的强度计算(一)

一、前言目前列管换热器所用较为精确的管板计算方法,例如Miller的工作、Gardner、Ji-Yuan Yu和其他人的工作,都能求得管板——管束(或者包括壳体)系统的弹性解。对一般的设计实践常用简化的方法,例如AD规范B5、CSN690010等,它们都考虑管束承载的影响,同样TEMA标准也是如此。但所有以上提及的方法都不能给出管板实际承载的确切情况。本文提出的方法是以管板——管束系统极     

固定管板式换热器的危险工况分析

根据GB151《钢制管壳式换热器》所采用的计算原理,从管板、管子和壳体应力的产生原因进行分析,发现GB151所规定的设计条件的危险组合不足以包括管子和壳体应力的危险工况。以国外相应的TEMA、CODAP和BS1515标准进行对比并用计算实例证实了这一分析。对于管板兼作和不兼作法兰的两种结构,具体提出了可能出现的各个危险工况。     

U形管固有频率的有限元计算方法

对采用ANSYS有限元软件计算U形管固有频率的方法进行了详细的介绍,并将计算结果同实验数据和工程常用简化方法进行了比较,得出了如下结论:有限元计算方法更为精确;Moretti-Nguyen三跨简支子系统计算方法与TEMA方法同有限元计算方法相差较大,全系统的方法同有限元计算最为接近;当R/l较小时,端跨长度变化对U形管固有频率可能产生很大影响,在一定的参数范围内可近似地按多跨直管对U形管进行近似。     

TEMA管式换热器标准计算实例(一)(1978年第六版)

本计算实例提供了典型的计算,用以说明TEMA标准第六版所包含的各种设计公式的应用。许多实例是关于在各种设计条件下,不同型式管壳式换热器的管板设计。计算实例中包括的参考章节,和标准第六版中具有相同数码的各节相一致。关于这些实例,或对TEMA标准的解释,除非必须委员会决定的,都能迅速予以处理。     

换热器夹持矩形管板设计探索与实践

换热器的矩形管板,在GB 151中和ASME标准中均没有此种管板计算的方法。在实际的工程设计中碰到了因为塔顶空间限制,必须要设计成为夹持矩形管板的换热器。阐述了对夹持矩形管板设计方法的研究过程,通过力学模型的分析,研究方形管板的结构特点和结构特征系数,探索管板计算的方法与思路,用实例比较了按照空冷器的管板计算方法、德国AD 2000标准中计算方法及修正后的GB 151计算方法的不同结果,初步确定一个管板厚度,再应用ANSYS有限元分析软件,按照JB 4732应力分析的方法,验证了初步设计厚度的安全性。整个计算过程对此类特殊换热器的矩形管板的设计进行了有益的探索,为此类典型的矩形管板的设计找到了有效的设计方法,积累了成功的经验。     

U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

U形管代替浮头式换热器的应用

从泄露原因分析,到设计、制造、使用、经济效益和可操作性几个方面对U形管换热器代替浮头式换热器的可行性进行了简单的分析,证明使用U形管换热器可以产生巨大的经济效益和社会效益。