[发明专利]一种大型复杂工况换热器管板的设计方法

摘要

本发明属于换热器管板厚度设计技术领域，特别涉及一种大型复杂工况换热器管板的设计方法。本发明通过有限元方法在研究各具有代表性的单一载荷即即管程压力、壳程压力、温差载荷的作用下，换热器各关键部位的应力随管板厚度的变化规律的基础上，结合对各载荷引起的应力组合的分析，同时结合分析设计应力分类法和各类应力的许用极限，初步确定换热器管板的设计厚度，最后对管板初步设计厚度在设计载荷即管程设计压力、壳程设计压力、管壳程设计压力和多个特殊工况载荷作用下进行校核，最终确定管板设计厚度。本发明所得到的管板设计厚度最小，在保证了设备运行安全的前提下，避免大量的设计冗余。

主权项

1.一种大型复杂工况换热器管板的设计方法，其特征在于，包括以下操作步骤：建立有限元全实体计算模型；改变换热器管板的厚度，并分别对各个厚度管板的换热器施加最苛刻的单一载荷，比较在最苛刻的单一载荷的作用下，随着换热器管板的厚度的变化，换热器的各个关键部位应力的变化；在不同换热器管板的厚度下，分别叠加换热器的每一个关键部位在不同类型的单一载荷下的应力，并选出在不同换热器管板的厚度下的最大的一次应力值以及一次加二次应力值；结合换热器的结构材料在设计温度下的限制应力值，对所述最大的一次应力值以及一次加二次应力值进行比较分析，确定换热器管板的初步设计厚度；将所述换热器管板的初步设计厚度建立在有限元全实体计算模型中，在设计工况以及多个特殊工况载荷的作用下对换热器的结构进行校核，确定换热器管板的最终厚度。