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第54卷第2期石油化工设备Vol.54No.2

2025年3月PETRO-CHEMICALEQUIPMENTMar.2025

文章编号:1000-7466(2025)02-0042-10

浓缩再沸器环形管板结构强度影响分析

蔡智昱,董金善,胡浩

(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211816)

摘要:浓缩再沸器属于换热设备,是一个能够交换热量,同时有汽化空间的一种特殊热交换器。

为使物料在热交换器内循环加热,通常在加热室中间开腔,形成中心开孔的管板,即环形管板,

该管板无法通过常规计算确定其结构强度。以浓缩再沸器环形管板为研究对象,采用数值模拟技

术,通过正交试验和响应面优化等方法,讨论了浓缩再沸器环形管板的结构应力强度及设计方

法。利用ANSYSWorkbench中的响应面分析模块,分析了各结构参数相互作用对管板最大应

力的影响。研究结果表明,环形管板厚度与壳程筒体厚度组合敏感性显著。使用响应面优化设计

模块对再沸器环形管板进行结构优化,优化后环形管板厚度减薄42.3%,筒体厚度减薄25%,

环形管板的结构强度与刚度均符合标准要求。

关键词:再沸器;环形管板;结构强度;数值模拟;优化

中图分类号:TQ051.5文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-7466.2025.02.008

InfluenceAnalysisontheStructuralStrengthofAnnular

TubeSheetoftheConcentratedReboiler

CAIZhi-yu,DONGJin-shan,HUHao

(SchoolofMechanicalandPowerEngineering,NanjingTechUniversity,Nanjing211816,China)

Abstract:Theconcentratedreboilerisatypeofheatexchanger,whichisaspecialcategoryofheatexchanger

capableofexchangingheatandcontaininganevaporationspaceInordertofacilitatethecirculationofheating

materialswithintheheatexchanger,acavityistypicallycreatedinthecenteroftheheatingchamber,resulting

intheformationofacentralperforatedtubesheet,commonlyreferredtoasanannulartubesheet.The

structuralstrengthofthistubesheetcantbedeterminedbyconventionalcalculations.Accordingly,the

annulartubesheetoftheconcentrationreboilerwasselectedasthesubjectofinvestigation,andnumerical

simulationtechnologywasusedtoinvestigatethestructuralstressintensityanddesignmethodologyofthe

aforementionedtube

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