特殊结构浮头式换热器管板强度计算.pdf

静设备 P石油化工设备技术，2013，34(6)·1· etro—ChemicalEquipmentTechnology 特殊结构浮头式换热器的管板强度计算 周 耀 ，谢智刚 ，段 瑞 ，林少波 (1．四川天一科技股份有限公司，四川 成都；2．中国石化工程建设有限公司，北京 100101) 摘 要 ：分析比较 了三种基于弹性基础 圆平板理论 的管板受力情况，指 出了管板应力计算 的差异，提 出 了用一种变通 的固定管板计算方法来解决特殊结构浮头式换热器管板 的应力计算。开发出一种将 固定管板 应力计算方法应用于其他结构换热器管板应力计算的新途径，使 GB151管板计算方法有更广泛 的适应性 。 关键词 ：特殊结构 浮头式换热器 管板计算 在石油炼制和化工、石化装置中经常采用一 填料函管板三种。 种如图1所示的特殊结构的浮头式换热器。此种 换热器管板的计算方法虽然在 GB151《管壳式换 热器》标准 中指出：对于固定端为 b、C、d型连接方 式 的管板可按 JB4732附录 工，但实际上到 目前 为止 ，国内尚未开发出按 JB4732附录 I中对于 fa)浮头式换热器 浮头式、填料 函式换热器管板的计算程序 。长期 以来在设计 中均借鉴美 国 TEMAn标准 的方法 进行粗略计算 。由于 TEMA标准对此管板 的计 算甚为简化 ，因此很有必要解决该种管板 的准确 计算问题 。 fh)固定管板式换热器 图 1 特殊 结构 浮头换热器 fc)U形管式换热器 本文在分析三种基于弹性基础 圆平板理论的 愆 。。 ．． 管板的受力差别基础上 ，提 出了用一种变通的固 定管板的计算方法 来解决特殊结构浮头式换热 l l ～ 器管板应力的计算问题。 以下先对管壳式换热器的管板受力情况进行 (d)填料函换热器 分析 比较 。 图 2 4种管壳式换热器的结构示意 1 管壳式换热器管板的受力 列入 GB151标准 的管壳式换热器主要有 4种 ，如图 2所示 。 收稿 日期 ：2O13—0725。 作者简介：周耀 ，1982年毕业于成都科技大学 (现四川大学) 管壳式换热器管板 的受力计算模型分为两 化工机械专业 ，长期从事压力容器设计工作 ，已获省 、部级奖 类 ：一类是基于圆平板理论的计算方法，U形管 3项 ，国家专利 2项 ，发表论文 8篇 ，常规压力容器和应力分 换热器的管板即属此类；另一类是基于弹性基础 析设计批准人，教授级高级工程师 。 圆平板理论的计算方法 ，有 固定管板 、浮头管板和 Email：zhouy@tianke．com 石 油 化 工 设 备 技 术 管板计算无论是基于哪种理论 ，作用于管板 生 自由位移 ，上管板上移 ，下管板下移 。 周边的边界力计算的正确性均是影响管板应力计 另一方面 ，壳程 圆筒在 P。的径 向作用下，直 算准确性的前提，所以管板应力计算的关键是其 径增大，产生环 向拉伸薄