转化气蒸汽发生器的设计及制造要点

结合转化气蒸汽发生器的结构形式,介绍了转化气蒸汽发生器的结构及强度设计方法,阐述了挠性管板的成型、换热管与管板的焊接、管束的装配等方面的要点。为转化气蒸汽发生器的设计及制造提供参考。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(下)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的"U形"管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

基于一次结构法的余热锅炉挠性管板有限元分析设计

对某大直径管壳式余热锅炉建立有限元模型进行7种不同工况下的应力分析。选取其中两种最危险工况进行了挠性管板的强度评定,并对不同工况下换热管的轴向应力也进行了核算。结果表明在壳程压力作用下,挠性管板周边无支撑的非布管区存在较大的弯曲应力并成为挠性管板的主要控制应力。在挠性管板计算中采用基于一次结构法的有限元应力分析可有效地解决挠性管板的强度问题。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(上)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的U型管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

双管板换热器管板设计厚度探讨

由于双管板换热器管板结构的多样性,其管板厚度设计方法目前国内没有标准可依,国外TEMA标准也仅给出了3种设计计算模型。针对某U形管及固定管壳式换热器双管板结构,根据SW6软件相应模块进行管板厚度近似计算,在此基础上采用ANSYS软件对管板模型结构进行热应力分析并进行优化设计。分析结果表明,双管板换热器管板厚度采用SW6软件近似计算是安全的,但结果过于保守。有限元优化设计有效地降低了管板厚度,为双管板换热器管板设计提供了有效手段。     

非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化

基于某公司的挠性管板预热器,以非对称布管的挠性管板为研究对象,运用有限元软件ANSYS对非对称布管的挠性管板进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。根据JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准(2005年确认)》对挠性管板进行应力校核,发现部分工况下管板应力评定不合格。对非对称布管的挠性管板提出了增加管板厚度和增设支撑筋板2种优化方案并进行了数值模拟。分析结果表明,增加支撑筋板可以有效降低管板各类应力,且安全裕度较大,对挠性管板的工程设计具有一定的指导意义。     

壳程压力载荷下挠性管板扳边应力分类及评定

挠性管板扳边应力比布管区应力大得多，在管板设计计算中应重点考虑。GB/T 16508—2013 《锅壳锅炉》和SH/T 3158—2009 《石油化工管壳式余热锅炉》仅给出了挠性管板扳边结构设计的指导意见和适用范围，没有给出扳边部位的强度计算方法。有关挠性管板应力分析的文献也未给出只考虑压力载荷作用下扳边应力的分类和评定。以1台火管锅壳锅炉为例，对其变形进行分析，建立了5个扳边应力计算有限元模型，研究了在只承受壳程压力载荷下，挠性管板扳边的应力分类和评定。结果认为，挠性管板扳边应力为典型的二次应力，其薄膜应力加弯曲应力应按二次应力进行评定。     

基于ANSYS的特殊结构换热器管板应力分析

应用ANSYS分析软件,对某特殊结构臭氧发生器管板及相应接管区域建立三维实体模型,并在三种危险组合操作工况下对其进行应力分析与评价,分别得出相应的管板及接管区域应力分布规律。相关结果为该臭氧发生器的设计制造提供了理论依据,并对该类型特殊结构的换热设备应力分析与评价提供了一种思路与方法。     

复合板固定管板热交换器设计中的几点探讨

复合板固定管板热交换器兼具高强度和耐腐蚀优点,在诸多行业中得到广泛应用。对复合板固定管板热交换器设计中的若干问题,如涉及复合管板相关事项、计算输入的简化及管孔结构的选择等进行了分析和探讨,论证了换热管承受轴向压应力时爆炸复合管板应用的可行性,点明了复合管板与换热管焊接连接拉脱应力计算中材料许用应力的取值误区,给出了SW6软件中壳程复层厚度的简化输入方式,阐明了复合管板与换热管连接方式的选择细节。可为复合板固定管板热交换器的设计提供有益参考。     

特殊结构柔性薄管板的工程计算方法

柔性薄管板是一种特殊结构的薄管板,国内外均采用有限元法进行设计计算。文章在论证一种安全替代计算模型的基础上,应用JB 4732附录Ⅰ"管壳式换热器管板的应力分析"方法,并运用一次结构法原理控制强度,得到与有限元分析极为接近的设计结果。文中还讨论了影响柔性薄管板强度的诸因素的合理设计。     

蒸汽发生器的建模及仿真

蒸汽发生器能否正常运行直接关系到整个核电站的安全运行。根据蒸汽发生器的结构原理,将蒸汽发生器划分为16个控制体,把蒸汽发生器的上升通道划分为过冷区和沸腾区。为了更好地反映蒸汽发生器的动态过程,在过冷区和沸腾区之间引入了可移动边界。在Matlab软件中用编制好的算法和图元搭建蒸汽发生器仿真模型。给出初始状态下的给水流量进行仿真实验,利用阶跃上升的给水流量做动态扰动实验,得出一次侧冷却剂出口水室温度变化的响应曲线和二次侧蒸汽压力的响应曲线,仿真实验的响应曲线与实际蒸汽发生器工作时的物理状态一致。该数学模型和仿真程序可以反映出蒸汽发生器运行阶段一次侧、二次侧动态响应过程,对蒸汽发生器设计以及装置事故分析有一定的参考价值。     

一次结构法在压力容器应力分析设计中的应用

介绍了“一次结构法”及“约束”对结构应力的影响。以固定式薄管板换热器应力分析设计为例阐述一次结构法的应用。该法的采用，使换热器的管板承载能力翻了一番。一次结构概念具有广泛的应用价值。     

立式尾气加热器挠性管板的有限元分析

常规计算立式换热器的挠性管板,并不能完全真实地反映挠性管板的受力状况。运用有限元方法对采用挠性管板的某立式换热器建立了热分析和结构分析的有限元模型,分析了挠性管板的温度场及应力场,并进行了应力评定,以期探讨挠性管板结构设计方法,为类似产品设计提供参考。     

防止油浆蒸汽发生器管板开裂的工艺措施

油浆蒸汽发生器管板开裂对生产和安全的危害巨大.由于工作环境的复杂性,管板出现裂纹的原因是应力腐蚀还是腐蚀疲劳难以准确认定.基于这两种机制的共同特点,提出了减小焊接残余应力、降低管板所受应力的代数叠加值以达到防止管板出现裂纹的目的措施.     

油浆蒸汽发生器管板减应力槽的设计

油浆蒸汽发生器在使用过程中管板处经常出现开裂的情况。试验表明,管板受到温差交变应力,即交变的热载荷作用而产生疲劳破坏。同时又存在拉应力的作用,并且设备长期承受介质腐蚀和应力腐蚀,导致管板开裂。经理论和实验验证,焊接接头在管板的减应力槽上的位置产生了一个应力低谷,开槽管板焊接热影响区的低应力区范围较不开槽的有所扩大,能够有效预防径向裂纹的萌生和扩展,因此大大延长了设备使用寿命,满足装置的正常运行。以油浆蒸汽发生器的管板结构为例,在符合GB/T 151—2014《热交换器》要求的情况下进行减应力槽的设计。分别设计了换热管直径为25 mm和32 mm的管板减应力槽,满足了实际生产和设备运行需要。     

废热锅炉挠性管板的有限元分析

废热锅炉中挠性管板的应力结果关系到整个锅炉的安全性。本文利用ANSYS有限元分析软件对废热锅炉管板进行有限元分析,得出峰值应力较大,废热锅炉实际操作中应避免疲劳工况;还得出应力较大区域为中心管与换热管过渡区域的换热管部位,设计和制造必中应当保证该部位结构的合理。     

减应力槽技术在油浆蒸汽发生器管板上的应用

阐述了减应力槽结构的优点,对未开槽管外伸角焊缝、管头平齐焊缝与开槽管头内缩焊缝的管板进行了焊接残余应力测试,测试结果显示：开槽管头内缩焊缝管板的焊接残余应力明显小于未开槽管板的焊接残余应力,表明减应力槽使得管板的焊接残余应力值大为减小。减应力槽技术是解决油浆蒸汽发生器管板开裂问题的重要手段之一。     

管壳式余热锅炉折边挠性管板计算方法探讨

本文通过管壳式余热锅炉挠性管板几种设计方法的介绍、分析、比较,认为当其结构满足GB／T16508—1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》要求时,其管板计算公式适用于管壳式余热锅炉挠性管板。     

蜡油蒸汽发生器管板开裂原因分析

以某石化公司延迟焦化装置蜡油蒸汽发生器泄漏为例,从设备管束支撑结构、壳体结构、换热面积、温差应力、管板计算等方面阐述了设备失效的原因.     

螺旋折流板蜡油蒸汽发生器管板开裂的原因分析及改进措施

以蜡油蒸汽发生器泄漏为例,从设备管板的化学成份、加工制造因素、蒸汽发生器的结构因素等方面进行了分析并在换热器性能综合测试试验台上做了相关试验,通过对管板开裂原因进行的多方面分析,认为管板开裂并不是由管板材料因素和加工制造因素所引起的,主要是由于蒸汽发生器壳程采用了螺旋式折流板结构,使得发生的蒸汽流通路径受到严重阻碍,产生的过大的压力作用对管板造成了疲劳破坏,并简要的提出了改进措施。