對一個管殼式換熱器進行溫度和壓力載荷作用下的有限元強度分析,并對這兩種載荷作用 下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)做分類研究,然后對結(jié)構(gòu)進行改進,作同樣的分析。比較這些結(jié)果,得出考慮溫度載荷作用下的換熱器強度校核的規(guī)律和結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點。

管殼式換熱器是化工、石油、輕工、能源等工業(yè)應(yīng)用廣泛的過程設(shè)備之一，它具有選材范圍廣，換熱表面清洗較方便，適用性較強，處理能力大，能承受高溫和高壓等特點。管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依據(jù)是GB151［1］，GB151 中關(guān)于換熱器管板強度校核是根據(jù)彈性基礎(chǔ)上薄板理論，在軸對稱結(jié)構(gòu)的條件下，將薄板的三維變形簡化為二維梁式變形，由此來計算其強度的。而換熱器殼體厚度的選擇，主要是根據(jù)殼體所受到的殼程壓力來確定。

換熱器由于其工作特點，不僅有管程壓力和殼程壓力等載荷作用，而且還要受到工作介質(zhì)的溫度載荷作用。在GB151 中對壓力載荷，給出了管板和殼體的尺寸選擇，及固定管板兼作法蘭的管板和殼體的連接方式。然而，對于在溫度載荷作用下，這些尺寸卻沒有具體的說明要求。

本文通過一個管殼式換熱器的強度校核，將載荷分類為壓力載荷和溫度載荷，來說明結(jié)構(gòu)在這些載荷作用下的應(yīng)力響應(yīng)特點，進而提出該結(jié)構(gòu)改進的意見。本文采用三維有限元的分析方法，來研究其內(nèi)在規(guī)律。

管殼式換熱機組的脹焊結(jié)合詳解

我們以前幾篇文章都介紹過了管殼式換熱機組的焊接和脹接兩種辦法，可是如果在密封性標準很高、耐振動性強、疲勞載荷強度高、管板和換熱管有縫隙，這幾種情況之下、單純的使用脹接和焊接是不可以滿足要求的，那么我們就應(yīng)該使用脹焊結(jié)合的辦法來對管殼式換熱機組進行連接固定。

氣溫和水壓很高,而且設(shè)備承受著熱量變形、熱量沖擊、熱度腐蝕和介質(zhì)壓力影響,管殼式換熱機組的管子和換熱管板的固定位置很容易就會產(chǎn)生損壞,使用脹接和焊接都不可以確保它的固定強度和嚴格密封的標準?，F(xiàn)在大部分使用的都是脹焊并用的辦法。經(jīng)過研究顯示,脹焊結(jié)合可以顯著增強接頭的性,能夠完全的消除應(yīng)力腐蝕與間隙腐蝕這種問題,還可以增加換熱器的使用年限。除此之外脹焊并用,管程流體對于換熱管板的換熱面積要比殼程流體對管板的換熱面大出很多,特別是厚管板的工況。能夠降低管板兩端的溫差,降低管板彎曲率，保證了管殼式換熱機組的密封性。

1.，該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0C。2.全不銹鋼制作，使用壽命長，可達20年以上。3.改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻。4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）。5.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資。6.設(shè)計靈活，規(guī)格齊全，實用針對性強，節(jié)約資金。7.應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換。8.維護費用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。9.采用納米熱膜技術(shù)，顯著增大傳熱系數(shù)。10.應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品、能源電子、機械輕工等領(lǐng)域。