对流换热条件下换热管板的应力分析

给出对流换热条件下换热器管板中应力场的有际元分析方法，分析中将管板布管区折算为受管孔削弱并被管束支承的横观各向同性均质等效板，在计算位移场时采用具有附加内部自由度的ｗｉｌｓｏｎ非协调元，以保证计算应力的精度与温度场精度的相匹配，计算结果得到了试验验证。典型算例说明过厚的管板将引起过大的温度应力，对于核工业中各种以温度载荷为主的换热器，应注意合理选择管板厚度。     

管壳式换热器管板温度场的分析方法

本文提出了一种分析换热器管板温度场的简化方法，计算分为单元分析与总体分析两步进行，总体上将管板布管区折算为横观各同性的均质圆板，内部含有等效的流体热源（或热汇），其密度根据管内流体与管板的换热量由单元分析得到，单元分析还可考虑管子与管板胀接面处的接触热阻，分析表明在布管区与非布管区过渡处，管板与壳体连接处有较大的温度梯度，而管子与管板孔胀接处的接触热阻管板中的“表皮热效应”减小，沿管板厚度温度梯度     

单头螺旋槽管管内紊流对流换热

以水为工质，进行了适合船舶换热器使用的螺纹槽管管内紊流对流换热和阻力特性的实验研究，同时还讨论了旋流对换热的影响以及影响旋流强度和强化换热效果的因素，分析了变物性对螺旋纹槽管阻力特性的影响。     

扁管单相对流换热实验研究

本文以单相水为介质,对结构尺寸不同的3种扁管的换热与阻力特性进行了实验研究。并根据工程实际的需要,选用适当的方法对扁管在实验范围内的强化换热效率指标进行评价,确定了扁管的最佳工作区域。结果表明,扁管的管内换热系数明显高于光圆管的,换热系数最高可达光圆管的2.62倍,在换热面积和泵功率相同情况下,扁管最佳工作区域的换热量最高可达光圆管的2.2倍。     

微肋管单相对流换热实验研究

以单相水为介质,对3种不同微肋高度的微肋管的换热与阻力特性进行了实验研究.根据工程实际的需要,对微肋管在实验范围内的强化换热效率指标进行评价,确定了微肋管的最佳工作区域.在此基础上,通过实验数据回归得到微肋管换热与阻力的经验关系式.结果表明,微肋管对于紊流区的单相对流换热有很好的强化作用,且换热系数增加幅度高于阻力增加...     

蒸汽发生器管板超差管孔胀管的非线性有限元分析

本工作利用三维非线性有限元分析了某核蒸汽发生器管板的胀管效果,研究了尺寸偏差和材料特性变化等对胀管效果的影响,计算了几种典型传热管间隙和刚度下的接触压力,并与非超差管孔胀接触压力进行了对比研究,最后对合适胀管压力的选择提出了建议.     

螺旋管换热器传热管动力特性的试验及数值分析

介绍了模拟高温气冷堆蒸汽发生器螺旋式传热管的螺旋管动力特性试验模型;对单根螺旋管在不同支撑条件下的动力特性进行试验研究的方法;动力特性的一些规律;并用有限元方法对试验模型的固有频率进行了数据分析。由计算结果和试验结果比较看出,本文建立的有限元计算模型可对螺旋式传热管的固有频率进行有效的预测。     

核电站蒸汽发生器一次侧整体及管板三维有限元应力分析

本文叙述了核电站蒸汽发生器一次侧整体(包括下封头、进出水接管、人孔、水室隔板、 管板、部分二次侧筒体)及管板,在内压和接管载荷作用下的三维有限元应力分析。得出一次侧各部件相互间的影响,管板的孔桥应力和孔边峰值应力。计算结果与轴对称有限元应力分析作了比较。对关键部位按ASME规范第Ⅲ篇的应力强度极限作了评价。     

换热器传热管固有振动的罚单元有限元计算方法

罚单元的有限元法可以有效地处理换热器中传热管与折流板之间的约束联结。本文提出了在局部斜坐标系下建立管（梁）与板在联结点处的约束方程，并通过引入伪节点应变和应力，推导了罚单元的单元刚度阵，通过推导证明了采用罚单元的方法，约束方程可以得到近似满足。本文提出的方程扩大了罚单元对复杂联结情况的描述，也避免了在整体坐标下建立约束方程的复杂性。通过对一个多圈螺旋式传热管固有振动的计算，证明了本方法的有效性。     

换热器传热管与支承板碰撞力的数值模拟

在流动诱发振动的作用下,传热管的微振磨损,是导致换热器损坏的重要原因之一.预测管子微振磨损率的一个关键参数是管子-支承碰撞力.本文利用有限元模型计算了单跨悬臂管作平面运动时的管子-支承振动碰撞力.数值模拟的结果与实验数据作了比较,实验数据与分析的结果是相符的.     

三维结构瞬态温度,位移和热应力计算的等效时间法

本文提出了一种计算二维结构瞬态温度，位移和热应力的近似方法－等效时间法。利用事先得出的热边界幅值的单位变化所引起的结构响应的有限元分析结构。通过简单的代数运算即可求出同样热边界模式下热边界模式下热边界幅值的任意变化过程在结构中产生的响应。这种近似方法有很高的计算效率。通过算例表明，与详细的有限元计算结果相比，在工程允许的范围内误差满足工程需要。等效时间法可肜于对计算效率要求较高的复杂结构的实时分析     

CEFR改进型独立热交换器热工水力分析研究

事故余热排出系统是池式钠冷快堆最重要的专设安全设施之一,是实现反应堆相关事故工况下余热排出安全功能的主要手段,如全厂断电工况,而独立热交换器是快堆事故余热排出系统的关键设备之一。本文以ANSYS FLUENT为工具,对中国实验快堆现有的独立热交换器和一种改进的新型独立热交换器布置在快堆热池中的情况进行了瞬态数值模拟,并分析比较其结果,证明了改进型独立热交换器在热工水力上的可行性。本文工作对大型快堆的独立热交换器的设计具有一定的借鉴意义。     

换热器传热强化的管束试验研究

以铜－镍合金整体低肋管和整体内外翅片管为元件，以油－水和水－水为介质为管束换热器模拟体进行了试验研究。试验结果表明，低肋管对于油－水换热，内外翅片管对于水－水换热有着比较明显的传热强化效果。在额定工况下，低肋管油－水换热模拟体的总传热系数是光滑管模拟体的１．５９倍，可相应节省换热面积３７％，管外油流的压力降较光管降低３３％；内外翅片管水－水换热模拟体的总传热系数是光滑管的１．３１倍，可节省换热面积     

堆用热管的热特性计算分析

热管已广泛地用于许多领域。为把热管技术用于材料试验堆内的辐照罐温度控制,近年来日本原子力研究所 JMTR 堆上的研究人员对热管作了大量的研究工作,并进行了堆外热特性试验和部分堆内试验。作者在 JMTR 堆上工作期间,主要对几种堆用垂直重力协助式热管的热特性进行了计算分析。研究结果表明,轴向槽道式热管和无吸液热管不仅结构简单,而且具有良好的热特性,可工作在500K 左右的温度范围内,适用于考验压水堆材料的辐照罐。均匀吸液芯热管在较高温度下沸腾极限较低,因此更适合于较低温度下的使用。本文简介热管在辐照技术上的应用并讨论几种堆用重力热管的传热极限。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器传热管束应力分析

10MW高温气冷堆蒸汽发生器（SG）传热管是带放射性的一回路与无放射性的给水蒸汽二回路的屏障。管束的破裂将会引起二回路的水蒸汽进入一回路,从而导致堆芯压力的升高和放射性产物的外泄,因此确保传热管的完整性是十分必要的。传热管的结构采用小弯曲半径的螺旋管结构,对于这种无法进行体积性在役检查的螺旋管,利用破前漏思想确保传热管的完整性是一个重要的选择。本文利用管道有限元程序PIPESTRESS对高温气冷堆蒸汽发生器传热管的应力进行了计算,得到了传热管的最大应力和应力与材料的不利组合位置。     

连续螺旋折流板换热器传热与阻力性能实验研究

对连续螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳侧的传热性能及阻力性能进行了实验研究,得出了壳侧阻力和换热的关联式,并将其和非连续螺旋折流板换热器进行了比较.研究发现,在壳侧流速较大时,连续螺旋折流板换热器的传热性能优于弓型折流板换热器和非连续螺旋折流板换热器.     

重要厂用水系统设计水温对冷链换热器热工设计的影响分析

核电厂重要厂用水系统设计水温(TSEC)是影响冷链换热器热工设计的重要参数,随着TSEC的增大,冷链换热器的热工设计工况趋于恶劣,导致换热面积和设备尺寸逐渐增大。本文以冷链换热器的典型热工设计工况为设计输入,针对不同的TSEC,采用热混合设计方法,得到了对应TSEC下的冷链换热器板片方案。分析了冷链换热器总通道数量、流道占比、总传热系数随TSEC的变化情况,发现对于特定的热工设计工况,冷链换热器只能在一定的TSEC范围内实现压降和换热裕量的完全匹配,且存在一个临界温度,当TSEC高于该温度后,板片数量会迅速增大,应尽量避免TSEC高于该临界温度。