[發明專利]柔性薄管板的工程計算方法

有效

• 申請號: 201010161161.0
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN101847172A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 周耀;桑如苞;周江寧;黃維柱;楊先忠;林少波;陳麗萍;萬興;潘世俊;蹇守華;楊靖;傅宗國
• 申請（專利權）人: 四川天一科技股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕;韓洋

1.一種柔性薄管板的工程計算方法，其特征是：包括如下步驟：

第一步，利用換熱器傳熱計算軟件得出換熱管軸向和徑向溫度分布場；

第二步，確定換熱管壁溫和管箱設計溫度：

確定換熱管壁溫時，首先選擇高溫端管板上沿管板徑向管頭溫度最高的一根換熱管，再根據所選擇換熱管沿軸向的各溫度點求其平均值得到換熱管壁溫；

確定管箱設計溫度時，首先確定一個適當的管板厚度，再根據所選擇換熱管在高溫端的壁溫和溫升，按1mm管板厚增加4～5℃，得到管箱設計溫度；

第三步，根據工藝條件對關鍵結構參數進行優化：

對于管間距，在保證足夠的蒸發空間前提下，使管間距≥1.45倍換熱管外徑，且最外層換熱管外表面至殼體內壁距離≥60mm；

對于換熱管壁厚，當溫差載荷對計算結果起控制作用時，采用常用規格即可；當壓力載荷對計算結果起控制作用時，可適當增加換熱管壁厚;

第四步，采用管殼式換熱器管板的應力分析計算軟件進行計算，以校核在各種工況下的應力是否小于許用應力；

第五步，對計算結果進行分析處理：

當殼程的設計壓力＜2.0ＭPa，且管殼程壁溫差＜20℃時，采用第一步至第四步的步驟就可得到薄管板計算結果；

當殼程的設計壓力≥2.0ＭPa或管殼程溫差≥20℃時，若出現管、殼程壓力與溫差載荷共同作用下的二次應力超標時，則應根據設備的操作特點，判斷是否在操作過程中具有這兩種工況的出現，對不存在的操作工況的計算結果，不予以考慮，即視為滿足強度要求，其計算結果是安全可靠的；

當殼程的設計壓力≥2.0ＭPa或管殼程溫差≥20℃時，若出現一次應力超標時，則使用一次結構法使得殼程壓力和管程壓力對換熱器各個方向的作用力有相應的元件來承受并滿足相應的強度條件，然后將一次應力轉化為二次應力來控制，具體做法為：

a.求在殼程設計壓力作用下殼程圓筒的一次總體環向薄膜應力小于等于圓筒材料在設計溫度下的許用應力；

b.求在管程設計壓力作用下殼程圓筒的一次總體軸向薄膜應力小于等于圓筒材料在設計溫度下的許用應力；

c.求換熱管在殼程設計壓力作用下的一次總體軸向拉伸薄膜應力小于等于管子材料在設計溫度下的許用應力；

d.求換熱管在管程設計壓力作用下的一次總體軸向壓縮薄膜應力小于等于管子的穩定許用壓應力；

e.求封頭在管程設計壓力作用下的一次總體徑向薄膜應力小于等于封頭材料在設計溫度下的許用應力；

f.求管板厚度滿足“小圓板”計算方法的彎曲強度條件。