對(duì)一個(gè)管殼式換熱器進(jìn)行溫度和壓力載荷作用下的有限元強(qiáng)度分析,并對(duì)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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),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(qiáng)度校核的規(guī)律和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。

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(guò)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(qiáng)，處理能力大，能承受高溫和高壓等特點(diǎn)。管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依據(jù)是GB151［1］，GB151 中關(guān)于換熱器管板強(qiáng)度校核是根據(jù)彈性基礎(chǔ)上薄板理論，在軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的條件下，將薄板的三維變形簡(jiǎn)化為二維梁式變形，由此來(lái)計(jì)算其強(qiáng)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(lái)確定。

換熱器由于其工作特點(diǎn)，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(duì)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(duì)于在溫度載荷作用下，這些尺寸卻沒(méi)有具體的說(shuō)明要求。

本文通過(guò)一個(gè)管殼式換熱器的強(qiáng)度校核，將載荷分類為壓力載荷和溫度載荷，來(lái)說(shuō)明結(jié)構(gòu)在這些載荷作用下的應(yīng)力響應(yīng)特點(diǎn)，進(jìn)而提出該結(jié)構(gòu)改進(jìn)的意見。本文采用三維有限元的分析方法，來(lái)研究其內(nèi)在規(guī)律。

管殼式換熱機(jī)組的脹焊結(jié)合詳解

我們以前幾篇文章都介紹過(guò)了管殼式換熱機(jī)組的焊接和脹接兩種辦法，可是如果在密封性標(biāo)準(zhǔn)很高、耐振動(dòng)性強(qiáng)、疲勞載荷強(qiáng)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(lái)對(duì)管殼式換熱機(jī)組進(jìn)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(jī)組的管子和換熱管板的固定位置很容易就會(huì)產(chǎn)生損壞,使用脹接和焊接都不可以確保它的固定強(qiáng)度和嚴(yán)格密封的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在大部分使用的都是脹焊并用的辦法。經(jīng)過(guò)研究顯示,脹焊結(jié)合可以顯著增強(qiáng)接頭的性,能夠完全的消除應(yīng)力腐蝕與間隙腐蝕這種問(wèn)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(duì)于換熱管板的換熱面積要比殼程流體對(duì)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(jī)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(zhǎng)，可達(dá)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(jì)靈活，規(guī)格齊全，實(shí)用針對(duì)性強(qiáng)，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(hù)費(fèi)用低，易操作，清垢周期長(zhǎng)，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(jī)械輕工等領(lǐng)域。