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，卧式管壳式换热器机组，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，***管壳式换热器机组，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，南充管壳式换热器机组，也按照这一规律进行插值。
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当温度和压力较高，立式管壳式换热器机组，且在热变形、热冲击、热腐蚀和流体压力的作用下，换热管与管板连接处极易被***，采用胀接或焊接均难以保证连接强度和密封性的要求。目前广泛采用的是胀焊并用的方法。胀接加焊接结构能够有效地阻尼管束振动对焊缝的损伤，可以有效地消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高了接头的疲劳性能，
从而提高了换热器的使用寿命，比单纯胀接或强度焊具有更高的强度和密封性。对普通的换热器通常采用“贴胀%强度焊”的形式；而使用条件苛刻的换热器则要求采用“强度胀%密封焊”的形式。胀接加焊接按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。
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管壳式换热器的技术参数
设备涂衬后，应用电火花微孔探伤，在输出电压5KV-30KV，探头在防腐衬里层上面以移动速度不超过50mm/s探测，以不击穿为合格。
设备制造，验收规范按HGJ45-90标准和HGJ33-90标准；设备及管件法兰按HGJ45-91标准或GB11935-89标准配制，特殊要求另行配制；设备焊接规范按JB/T4709-92标准，设备焊接要求按GB985-88标准；设备内管口，人孔的内壁及设备内壁及法兰接口处应加工成圆弧，按内衬橡胶技术要求规范如下：DN25-DN100，R≥3-6毫米，DN100-DN200，R≥6-8毫米；DN250-DN600，R≥8-10毫米；DN600以上，R≥10-12毫米.
设备油漆按标准JB2536-80执行；高于***标准的企业标准。
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