多乐游戏斗牛:固定管板换热器管板核算办法与过程

  考虑管制对管板挠度的束缚效果，但疏忽管制对管板转角的束缚效果。 2. 管孔对管板的削弱效果 管孔对管板的削弱效果有两个方面： (1)减小了管板全体的刚度与强度。 (2)在管孔边际发生部分的应力会集,在核算公式中是疏忽不计。

  因而在核算时把管板近似地当作一块均匀接连受管孔削弱的当量圆平板。 3. 管板周边不布管区的折算办法

  管板周边不布管区对管板应力的影响，将管板划分为两个区，即接近中心部 分的布管区和接近周边处较窄的不布管区。一般管板周边部分较窄的不布管区按 其面积简化为圆环形实心板。因为不布管区的存在，管板边际的应力下降。、 除上述以外，在对管板剖析时，还注意到以下几项实践要素 (1)由壳程压力 p、管程压力加以及热胀大引起的壳璧轴向位移与管板管制体系的 轴向位移应在管板周边处和谐一致。 (2)管板边际的转角应受壳体、法兰、封头、螺栓、垫片体系的束缚。其转角应 在衔接部位处和谐一致。 (3)管板兼作法兰时，考虑了法兰力矩对管板应力的影响。 4.规划原则与许用应力 使用弹性理论核算出管板中的应力，然后使用塑性力学的观念将此应力分为两

  我国石油、化工、机械三部在 1983 年发布的《换热器规划规矩》中所列入 的管板核算公式根本上也是依据第三种假定经过比较紧密的推导得出的，在国内 获得了广泛的使用。接下来的强度校核也是根据第三种假定。 二、管板规划的根本考虑 GB151《管壳式换热器》所列人的管板公式根据的根本考虑是:把实践的管板简化 为;接受均布载荷、放置在弹性基础上且受管孔均匀削弱的当量圆平板。一起在 此基础上还考虑了以下几方面对管板应力的影响要素。 1. 管制对管板的支承效果

  一、根本假定 世界各国的管板的核算公式虽然方式各异，但其大体上是分别在以下三种基

  本假定的前提下得出的。 i .将管板看成为周边简支条件下接受均布载荷的圆平板，使用平板理论得出核算 公式。考虑到管孔的削弱，再引人经验性的批改系数。如在力学模型上作了恰当 简化的美国 TEMA 办法。 i i .将管子当作管板的固定支撑而管板是受管子支撑着的平板。管板的厚度取决 于管板上不布管区的规模。如西德 AD 标准选用的核算公式。实践证明，这种公 式适用于各种薄管的核算 i i i .将管板视为在广义弹性基础上接受均布载荷的多孔圆平板，即把实践的管板 简化为遭到规矩摆放的管孔削弱、一起又被管子加强的等效弹性基础上的均质等 效圆平板。这种简化假定既考虑到管子的加强效果，又考虑了管孔的削弱效果， 剖析比较全面，如今已为大多数国家的管板标准所选用。

  类: ①压力 Ps、Pt 与法兰力矩引起的管板中的应力为一次弯曲应力，将其约束在 1.5 倍许用应力以下 ②壳体与管子受热后的胀大差引起的管板中的应力为二次应力，将一次应力与二 次应力之和约束在 3 倍许用应力以下。

  效果在封头与封法兰之间的弯矩 Mh、径向剪力 Hh,轴向力 Vh; 效果在管板的圆形布管区与环形不布管区之间即半径为 Rt 处的弯矩 Mt,径向力 Ht,轴向剪力 Vt; 效果在环形的不布管区与壳体法兰之间即半径为 RR 处的弯矩 MR,径向剪力 HR,轴向力 VR; 效果在壳体法兰与壳体之间的弯矩 Ms、径向剪力 Hs,轴向力 Vs; 效果在垫片上的轴向内力 VG 与效果在螺栓圆上的螺栓力 Vb。 总数为 14 个，均以单位圆周上的力或力矩来表明。. 图中的符号 I，w, φ顺次表明径向位移，轴向位移与转角，下标表明所在位置。 以 14 个内力素为根本未知量,并设法树立每个独自部件的位移或转角与效果在该部件上的内 力素的关系式，列出各部件间应满意的变形和谐条件,然后写出以内力素为根本未知量表达 的变形和谐方程组，求解此方程组便可得知各内力素的数值，最终核算出管板内风险截面, 上的应力。

  关于图 2- -32 所示的三种薄管板，管、壳壁温差约束在 50°C 以下。在中、 低压条件下作业时，管板的厚度可从表 2- 3 直接查出，不用经过核算。

  管板最大应力的核算应包含两个部分: (1) 环形不布管区的应力 (2) 圆形布管区的应力 管板内或许在三处呈现最大应力： ①管板内部半径 r=ri 处 ②管板外缘 r= R 处 ③布管区与环形不布管区相连处 因而，如果在各个工况下，由公式(2-1)、(2-3) 与(2-4) 所表达的三处最大应力不 能满意规划原则的要求，则应改动管板的尺度，从头验算，直到满意规矩的要求停止。

  管板应力的调整： 在固定管板式换热器中，当管板应力超越许用应力时，为使其满意强度要求，可 选用以下两种办法来进行调整。 ①添加管板厚度 能够大幅度进步管板的抗弯截面模量，有效地下降管板应力。因 此一般在压力引起的管板应力超越许用应力时，一般采纳添加管板厚度的办法。 ②下降壳体轴向刚度由 于管制和壳体是刚性衔接，当管制与壳壁的温差较大时， 在换热管和壳体大将发生很大的轴向热应力，从而使管板发生较大的变形量，出 现挠曲现象，使管板应力增高。为有效地下降热应力，又防止选用较大的管板厚 度，可采纳下降壳体轴向刚度的办法，如设置胀大节。 六、薄管板厚度的确认

  (1 )只要壳程压力 ps, 而管程压力 pt=0,令温差为零; (2)有壳程压力 ps, 且有温差效果，此刻正温差比负温差更风险。

  (3)只要管程压力 pt，而壳程压力 ps=0,令温差为零; (4)有管程压力 pt 且有温差效果，此刻负温差比正温差更风险。 (5)核算壳程压力与管程压力差值的绝对值，令温差为零; (6)核算壳程压力与管程压力差值的绝对值，令温差不为零;