山东旭辉换热设备有限公司，公司主营产品：各种换热设备，板式换热器，容积式换热器，半容积式换热器，列管式换热器，双纹管换热器，管壳式换热器，换热机组，供水设备，定压补水机组，变频供水设备，无负压供水机组，电子水处理器，旁流水处理器，全自动压差过滤器。
本文通过一个管壳式换热器的强度校核，将载荷分类为压力载荷和温度载荷，来说明结构在这些载荷作用下的应力响应特点，进而提出该结构改进的意见。本文采用三维有限元的分析方法，来研究其内在规律。
换热器结构尺寸及载荷工况
BEM型换热器结构如图1 所示，管板上共有500 根换热管，分布在管板的上半部分，左右对称。结构尺寸和材料：管板内径：1300 mm；管板厚度：80mm；法兰外径：1460 mm；管板材料：00Cr19Ni10；壳体厚度：24mm。
为简化计算，在建立有限元模型时，只考虑换热器的管板、壳体、管束和膨胀节等主要结构，法兰垫片用等效的均布比压来代替。
由于整台换热器结构是前后左右对称，所以只取组合体的四分之一，换热管长度取一半。换热管是细长形状，所以用杆单元来模拟。这样的作法对管子附近的管板应力计算是不准确的，事实上，如果考虑换热管和管板的胀焊连接，该处的真实应力也很难计算。根据圣维南原理，这样处理对远处的非布管区管板的计算影响不大。
壳体和膨胀节用20节点六面体单元划分网格，管板用10 节点四面体单元来划分网格，在管板和壳体过渡的区域是13节点的五面体锥型单元。管束用2节点杆单元来划分网格。表示换热管的杆单元节点与表示管板的实体单元节点在对应位置上重合。整个分析过程?**用ANSYS有限元软件来完成。
在结构的前后对称面和左右对称面上加上对称边界条件，即这些面上的法向位移为零。换热管的一端固***移，另一端与管板连接。此外，还需要限制整体结构的刚体位移。
取正常操作工况为校核的工况，其具体数值为：壳程压力：Ps .= -0.1 MPa；壳程温度：Ts=230℃；管程压力：Pt =0.2MPa；管程温度：Tt=50℃；管板温度：T=140℃；法兰垫片压力：Pc=69MPa；法兰螺栓预紧力：116.5kN。
由于管板上的开孔面积只占其总面积的约5%，所以忽略当量压力和管程压力之间的差别。
根据换热器操作工况下温度载荷的经验数据，其分布如下：在结构的下半部，管板的中截面处的温度为140 ℃，膨胀节处的温度为230 ℃，在结构的上半部，管板的中截面处的温度为120℃，膨胀节处的温度为200 ℃，从管板到膨胀节，根据空间位置的不同，进行双线性插值。筋板的温度，也按照这一规律进行插值。
山东旭辉换热设备有限公司，公司主营产品：各种换热设备，板式换热器，容积式换热器，卧式管壳式换热器，半容积式换热器，列管式换热器，双纹管换热器，管壳式换热器，换热机组，供水设备，定压补水机组，变频供水设备，无负压供水机组，电子水处理器，旁流水处理器，全自动压差过滤器。
管壳式换热器的维修方法：
管壳式换热器由于是由管束组成，并且自身重量体积都比较大，所以在检修抽管时需要留出管束一样长的距离，故占地较多，还需配备必要的起吊检修设施，所以其在维修的时候过程相对较为麻烦，维修的时间也叫长。
管壳式换热器在设计的时候其寿命大概为30年左右，大修周期4年左右，如果换热器发生泄漏，可能是管子与管板间的泄漏或是管子***引起的泄漏，可以采用堵管的办法在短时间内***工作性能，管壳式换热器允许有7％的堵管裕量。对于管内的清洗可以根据需要采用胶球清洗装置进行定期的机械清洗，这种维修方法比较简单。
板式换热器的维修方法：
***板式换热器具有体积小，重量轻等特点，维修起来方便，而且不需设检修起吊设施，所以安装占地较少。板式换热器的人工维护包括将整机折开，用喷水枪和刷子清洗板和垫片，检查板片和垫片，如有必要，卧式管壳式换热器，更换板片和垫片。
板式换热器一般情况下每年要清洗1次，并且无论是否实际需要都要做，这样可以保持换热器的换热效率。当应用河水、海水等水质较差的冷却水时，由于泥沙和污物的存在，以及微生物的快速生长有引起表面污染和堵塞的***。在国外，应用河水作冷却水时，清洗频率很高，平均每年3．3次。所以换热器在用水源的时候应该尽量选择较为干净的水源，这样既可以防止换热器的损坏，也可以减少不必要的清洗，达到节约成本的效果。
山东旭辉换热设备有限公司，公司主营产品：各种换热设备，板式换热器，容积式换热器，半容积式换热器，列管式换热器，双纹管换热器，管壳式换热器，换热机组，供水设备，定压补水机组，变频供水设备，无负压供水机组，电子水处理器，旁流水处理器，全自动压差过滤器。
管壳式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器和U型管式换热器，而其中固定管板式换热器由于结构简单，卧式管壳式换热器，造价低，管壳式换热器因此应用***普遍。 管壳式换热器在化工企业中管壳式换热器的类型很多，如板式，套管式，蜗壳式，管壳式。其中管壳式换热器虽在热效率、紧凑性、金属消耗量等方面均不如板式换热器，但它却具有结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料范围广等特点，因此成为石油、化工生产中，尤其是高温、高压和大型换热器的主要结构形式。管壳式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器和U型管式换热器，龙岩管壳式换热器，而其中固定管板式换热器由于结构简单，造价低，管壳式换热器因此应用***普遍。
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