高压隔膜密封换热器管壳程连接法兰的设计分析

高压隔膜密封换热器管壳程连接法兰结构型式复杂,是设计计算中的关键部位,目前还没有标准算法对其进行强度计算。参照GB 150.3—2011的筒体端部结构,对其进行强度校核,同时对其与管程筒体和壳程筒体连接处按照JB 4732—1995(2005年确认)进行应力分析和强度评定。结果表明计算方法合理,实际运行状况良好,可供工程设计参考。     

JB 4732—1995附录Ⅰ浮头式换热器管板计算方法探讨

JB 4732—1995附录Ⅰ浮头式换热器管板计算方法未考虑筒体边缘附加弯矩，有待完善。通过对浮头式换热器管板计算方法进行推算，给出了相应的改进计算式，并对JB 4732—1995未计入筒体边缘附加弯矩对b型、c型、d型3种结构管板计算结果的影响进行了讨论分析。结果表明，不计入筒体边缘附加弯矩，在某些工况下可能会导致管板计算结果不够安全，应对JB 4732—1995附录Ⅰ浮头式换热器管板计算方法进行改进。     

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。     

高压给水加热器厚管板的有限元分析(二)--考虑管箱、壳体和换热管影响的管板强度分析

建立了考虑管箱、壳体和换热管影响的管板结构分析有限元实体模型,按照应力分析标准JB4732—1998分析了管板在包括开工、正常工作和停车过程中可能出现的七种瞬态和稳态操作工况下的强度状况。分析结果表明此管板的危险工况不是发生在正常操作工况下,而是发生在可能出现的壳程压力先停的瞬态工况下。本分析表明有限元分析法是分析管板的有效方法,适用于各种管板特别是多管程或多壳程换热器管板的设计和结构优化。     

原料汽化器大开孔管板应力分析

基于有限元法和弹性力学理论,采用ANSYS应力分析软件,通过建立模型、划分网格、施加约束和载荷,分析原料汽化器大开孔管板的应力分布特性。管板附近筒体承受较大的弯曲应力,管板内部大开孔影响管板的强度。通过修改模型,依据《钢制压力容器-分析设计标准》(JB 4732—1995)校核管板的强度,最终得到满足强度要求的管板结构,确认设备的安全性。     

合成回路蒸汽发生器的有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑管箱、壳体和换热管影响的管板结构分析模型,分析了结构的温度场分布;按照应力分析标准JB4732分析了包括开工、正常操作工况和停车过程中可能出现的7种瞬态和稳态操作工况下的强度状况,并进行了强度评价。该分析对换热器的设计提供了有益的指导。     

温度应力对环式换热器壳程密封结构的影响

通过极限情况下分程箱套筒与管箱筒体之间的温度应力的计算,证明温度应力对H-H型螺纹锁紧环式换热器壳程密封结构有着极大的影响,明确了对温度应力的校核在今后设计中的重要性。     

U形管式换热器N型管箱结构应力评定方法

管壳程筒体与管板整体连接时,连接处是结构不连续的高应力区,当采用弹性应力分析设计方法时,此处的弯曲应力分类是个难点。介绍了一次结构法,ASMEⅧ-1 UHX篇方法以及当量平盖法,对一次结构法和ASME规范方法进行了比较,发现二者是一致的,并归结出3种一次结构。针对算例,采用当量平盖法和一次结构法进行分析,得到相应的应力评定结果,但结果存在差异,对其进行了分析,可为此类结构设计提供一定参考。     

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...     

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。     

基于ANSYS的固定管板式换热器热结构耦合场分析

以某石化公司一台存在安全隐患的固定管板式换热器为评估对象,利用ANSYS软件的参数化设计语言APDL,编制适合于固定管板式换热器分析设计的通用程序,通过间接法对该换热器进行热结构耦合场分析,得到壳程压力、管程压力和温度载荷同时作用的在役工况下应力分析计算数据;并依据JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》,对可能存在风险的部位进行了分析校核,得知该换热器各部件均满足校核条件,且安全裕度均大于1.23,从而为该类换热器的在役安全评估提供了参考。     

活节螺栓法兰垫片连接系统有限元分析与结构改进

应用ABAQUS软件,在考虑预紧力和内压作用的工况下,对某厂所设计的压力容器非标活节螺栓法兰垫片连接系统进行三维有限元应力分析。根据应力分析结果进行线性化处理,按照JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》对其进行应力强度评定。结果表明,由于结构的复杂性,原设计结构的耳板、上法兰和筒体的应力强度不满足要求,需加厚上法兰并在筒体上安装加强板以减小其应力强度值。对具有不同厚度上法兰和不同长度加强板的该结构进行应力分析,得到既满足强度要求和密封要求,又节省材料的设计参数,同时总结了上法兰厚度和加强板长度对连接系统上法兰和筒体应力的影响规律。这对类似结构的设计具有一定的指导意义。     

EA-304非对称换热器管板应力分析计算

介绍了一端管板与管箱和壳体焊接的固定结构、另一端管板可滑动的非对称换热器在压力和温差载荷作用下的分析计算方法,分析计算了原进口、第一、第二次国产化3台换热器管板应力,管板厚度由117mm减薄为50mm,换热器的各项性能均超过原进口设备。     

新型D形螺栓U形管式换热器结构改进

提出将现有螺纹锁紧环U形管式换热器管箱端盖上的锁紧环梯形螺纹用一组D形螺栓连接替代,并将原螺纹锁紧环与管箱盖板合为一平顶盖的新型端盖结构,使得该换热器装拆方便、制造简单且重量减轻。此外,还对D形螺栓、筒体端部及平顶盖进行了强度分析,并将其与原结构进行了简单比较。     

管壳式换热器的数值模拟和管束支撑分析

以某固定管板换热器为例,对数值模拟方法和管束支撑进行了研究。通过建立不同单元类型的换热器有限元模型,以换热器壳体轴向应力为指标,对比换热器筒体和管子中的轴向应力及管板挠度,研究了不同换热器有限元分析方法的合理性,考察了管板横向变形和换热管外侧及筒体内侧施加的壳程压力对筒体轴向应力的影响,以及换热管对换热器管板的支撑作用。     

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。     

高压厚管板的有限元分析计算

本文对氨冷器管板进行了有限元分析计算．采用有效弹性常数的概念使管板计算简化为轴对称问题，给出了表面总应力分布，对各危险截面进行了应力线性化处理．并按照JB4732-95进行了强度评定，得出了一个安全而经济的管板计算厚度。     

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。     

换热器管箱球面隔膜密封关键结构的制造技术

根据换热器管箱球面隔膜密封的技术原理,介绍了各关键零部件或其局部结构的设计及其技术背景,包括球面隔膜、管箱端部、紧固件和管箱端盖,以及隔膜的组焊等,相应还提出了主要的制造技术及质量要求,指出了应注意避免的问题。     

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。