多股流绕管换热器管板结构分析

多股流绕管式换热器结构特殊,目前国内外尚无这种结构的管板计算标准。分别按照GB 151和ANSYS对此管板结构进行了规范计算与有限元应力分析,利用ANSYS建立了管板结构分析有限元模型,分析了管板的应力场,明确了管板的应力分布及最大应力部位,根据应力分析结果对管板厚度进行了优化,达到了既减轻设备重量,又节约材料、降低成本的目的。     

制冷装置蒸发器异型管板设计研究

制冷装置用蒸发器异型管板有其结构和使用条件的特殊性,不宜采用GB151-1999《管壳式换热器》进行管板设计计算,企业标准中管板厚度公式考虑因素较少,且得出的厚度较薄。通过全参数的有限元数值模拟,获得了一系列数据,分析了管板中应力与结构参数的关系。利用数据拟合技术,获得了异型管板的设计方法。     

基于ANSYS的挠性薄管板设计方法与结构尺寸研究

结合具体算例,采用各国挠性薄管板设计方法进行设计,对比其计算结果,指出各设计方法优缺点。运用有限元Ansys软件进行分析,探讨影响挠性薄管板应力分布特征的主要参数,如挠性薄管板厚度、换热管中心距以及过渡圆角半径,最终得出合理的结构尺寸。     

高压挠性薄管板的计算

利用SH/T 3158,AD 规范及 EN 12953中的计算方法对高压薄管板进行了计算,并应用ANSYS软件对计算厚度进行了分析校核,得出的结论是这些标准公式在计算管板布管区及布管区外的厚度是适用的,但在薄管板的转角处因受力复杂,且属于挠性支撑,标准公式无法考虑这些因素,需要使用应力分析软件对这些部位进行设计计算。     

浮头式,填函式换热器管板设计方法的改进

在以往的浮头式和填函式换热器管板的应力分析研究中,都假设管板边缘简支或固支。本文考虑了管板边缘的各种真实支承情况,提供了浮头式和填函式换热器管板改进的设计方法。在某些情况下,由该方法所设计出的管板厚度将小于按GB—151的设计厚度。     

基于蠕变疲劳损伤评定的管板边缘结构合理化研究

为满足电网调度需求,光热电站熔盐蒸发器需要频繁启停,并且熔盐温度较高,蒸发器长期在钢材蠕变温度之上运行,高温疲劳和蠕变的交互作用决定了蒸发器的服役寿命。管板作为蒸发器的核心部件,其结构会影响管板的蠕变和疲劳损伤。基于有限元分析,根据ASMEⅢ-5 HBB非强制性附录,对熔盐蒸发器管板进行高温蠕变疲劳损伤评定,着重研究GB/T 151—2014推荐的管板与壳体连接形式对管板蠕变疲劳损伤评定的影响。结果表明,对于GB/T 151—2014推荐的管板沟槽或圆角过渡边缘结构,由于圆弧半径过小,管板与壳体连接处的峰值应力大,管板难以通过蠕变疲劳损伤评定;增大圆角半径可以有效降低圆角处的应力集中,管板容易通过蠕变疲劳损伤评定;对于本研究的熔盐蒸发器管板,高温蠕变损伤大于疲劳损伤。     

柔性薄管板换热器的结构分析与优化

运用ANSYS对采用柔性薄管板的换热器建立了热分析与结构分析的有限元模型,分析了柔性薄管板的温度场及应力场,得出了管板上的应力分布及最大应力发生部位。根据应力分析结果对影响管板应力的主要结构参数如管板厚度、换热管中心距、不布管区宽度、管板与壳体连接处的转角结构和转角半径进行了分析优化,得到了较合理的设计结果。     

转化器蒸汽发生器挠性薄管板的设计及制造

利用有限单元分析法,对转化器蒸汽发生器的挠性薄管板建立了包括管箱、壳体和换热管等元件的模型。依照JB 4732-1995《钢制压力容器---分析设计标准》（2005确认版）中的4种工况对该管板进行了分析评定;同时,根据GB 151-1999《管壳式换热器》对换热管与管板连接的拉脱力进行了评定。     

特殊形式浮头换热器管板强度计算方法

我国现行的换热器标准GB/T 151仅适用于固定端为a型连接的浮头式换热器管板计算,对于b型管板,则需按JB/T 4732附录Ⅰ计算。但该方法涉及一组十一元一次方程组,求解非常困难。通过对管板力学原理的研究,建立了一组较为简单的三元一次力学方程组,大大简化了计算过程,在此基础上,对该方程组的系数矩阵进行了进一步的归类和简化,从而实现系数矩阵的参数化。该方法不仅能够用于b型管板的强度计算,而且能够用于管板形式为a型、但参数超出GB/T 151曲线范围的常规浮头换热器。     

GB 151中带膨胀节固定式换热器管板计算方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对带膨胀节的固定式换热器管板设计中应力计算方法的改进意见。文中指出现有计算忽略了膨胀节圆环内部压力引起轴向位移影响,会对某些高参数换热器固定管板的应力分析带来较大误差,并基于板壳理论得到膨胀节圆环内部压力与其两端受轴拉力引起轴向位移之间的相互关系,并结合现行GB 151管板计算模型,提出修订原则和方法。通过有限元计算,证明该方法是可靠的。     

管壳式换热器换热管稳定性问题研究

分别利用GB151-1999计算方法、JB4732--1995计算方法和弹性系统稳定性分析方法对换热管稳定性问题进行了研究。对不同参数的四个固定管板式换热器算例分别应用以上方法进行了计算，结果表明：现有的国家标准（GB151）中换热管稳定性算法不考虑环板，将单根换热管失稳的欧拉临界应力除以安全系数ncr（取2）作为许用应力，其结果过于保守。     

中美标准中三种NEN型固定管板设计方法的比较

分析比较了我国工程界广泛应用的三种NEN型管壳式热交换器管板的设计方法:GB/T 151,JB 4732(2005年确认)和ASME BPVCⅧ-1.三者基本原理相同、力学模型相似,相对于JB 4732,为便于工程应用,GB/T 151和ASMEⅧ-1又做了不同程度的简化.近年来,随着工业装置大型化,NEN型固定管板热...     

GB/T 151—2014与ASME BPVC Ⅷ-1-2021换热器管板计算的部分差异及讨论

针对《热交换器》（GB/T 151—2014）与《压力容器建造规则（英文版）》（ASME BPVC Ⅷ-1-2021）中固定管板换热器管板计算的部分差异展开分析对比,并提出建议,以期为换热器设计及标准修订提供参考。     

我国标准管板设计方法与ASME规范的比较及换热器管板应力分析应考虑的问题

简要地介绍了我国GB 151,JB 4732附录Ⅰ与ASME规范换热器管板应力分析计算的一些异同,并提出在换热器管板应力分析方面要做的工作,以及解决问题的方法和途径。     

固定管板换热器N型管箱应力评定方法

当固定管板换热器采用N型管箱结构时,采用SW6. 0中的JB 4732算法可以计算校核筒体或管箱端部的总应力,但有时会出现压力载荷单独作用下筒体或管箱端部的总应力校核不通过的情况,导致筒体或管箱端部厚度比按照GB/T 151设计的更厚。根据一次结构法原理分析表明JB 4732算法存在着保守性,为此介绍了一次结构法和ASME管板设计方法,发现ASME管板设计方法与一次结构法是一致的,由ASME管板设计方法可以得到3种管板一次结构,而JB 4732算法采用的只是第1种一次结构。将这3种管板一次结构用在某换热器的有限元分析设计中,得到了不同的评价结果,选择其中最经济的设计方案,避免了筒体或管箱端部保守的设计。可为换热器结构优化设计提供一定的参考。     

波节管与光管对薄管板换热器管板影响的比较

利用ANSYS有限元分析软件,建立了薄管板波节管式换热器和普通光管薄管板换热器的三维模型,对其在正常运行工况时的管板进行应力和应变的分析比较,得到两种换热器的位移曲线图和Mise应力曲线图,对仅受壳程压力与仅受管程压力时,换热管对管板应力分布的影响进行分析比较。结果表明波节管可以缓解管板的变形及应力,同时,薄管板波节管式换热器管板厚度计算方法可用普通光管换热器的管板计算方法替代,为此类换热器管板厚度设计计算方法提供了依据。     

余热锅炉特殊结构的分析与设计

本文介绍的在大直径高压余热锅炉上采用挠性管板的结构，国内自行设计实属首例，文中论述了薄管板壁厚及转角半径的确定，管束同管板连接处峰值应力的分布及薄管板同壳体连接处的设计原则，并采用有限元应力分析方法进行了理论计算。     

柔性管板计算方法与几何尺寸优化

利用ANSYS 15.0软件对柔性管板进行热-应力耦合分析,得到柔性管板整体应力分布规律,对柔性管板厚度、换热管中心间距、过渡圆角半径进行优化,并对国内外管板计算方法进行对比分析.结果表明:西德AD方法计算出的管板厚度最小;随着柔性管板厚度的增加,薄膜应力先减小后增大,薄膜加弯曲应力逐渐增大;随着换热管中心间距的增大,...     

1580热轧锻钢复合支承辊数值仿真分析

以某钢厂1580热轧锻钢复合支承辊为研究对象,针对辊套应力场分布和辊套厚度确定问题,应用大型有限元分析软件ANSYS Workbench对复合支承辊应力和辊套厚度进行了数值模拟。计算结果表明,辊套端部的应力值较中间的应力值较大一些,最大等效应力在靠近辊套的边缘不远处,所以在设计辊套时为减小应力,在边部应设计有倒角;对辊套厚度分别为100 mm、110 mm、120 mm时的应力值进行了计算分析,辊套厚度为110时应力最小,根据计算,辊套厚度选取110较为合适,为复合式轧辊的研制提供了理论依据。     

GB151固定式换热器管板应力计算与校核方法的改进

介绍了修订现行国家标准GB 151—1999《管壳式换热器》时,对固定式换热器管板设计中的应力计算与校核方法的改进意见。管板应力计算方法的改进提高了计算精度并更便于使用。针对带膨胀节换热器固定管板的设计增加了两种校核工况。