薄管板结构废热锅炉有限元分析

化工生产实践证明薄管板与普通管板在强度方面具有同样的可靠性,甚至更加先进合理,但由于目前国内外有关薄管板计算理论尚不成熟,使其在使用上受到一定限制。介绍了采用先进的ANSYS有限元方法对一台薄管板废热锅炉应力分析的全过程,以期探讨薄管板结构设计方法,为类似产品设计推广提供依据。

废热锅炉薄管板的三维机械应力分析

运用有限元分析软件ANSYS,对废热锅炉建立了考虑筒体和换热管影响的管板真正实际结构的三维模型,对其进行机械应力分析,得出管板的变形和应力分布云图。将分析结果进行应力线性化处理,按照JB4732—95《钢制压力容器——分析设计标准》中的应力分类和评定方法对管板进行了评定。

特殊结构柔性薄管板的工程计算方法

柔性薄管板是一种特殊结构的薄管板,国内外均采用有限元法进行设计计算。文章在论证一种安全替代计算模型的基础上,应用JB 4732附录Ⅰ"管壳式换热器管板的应力分析"方法,并运用一次结构法原理控制强度,得到与有限元分析极为接近的设计结果。文中还讨论了影响柔性薄管板强度的诸因素的合理设计。

高压挠性薄管板的计算

利用SH/T 3158,AD规范及EN 12953中的计算方法对高压薄管板进行了计算,并应用ANSYS软件对计算厚度进行了分析校核,得出的结论是这些标准公式在计算管板布管区及布管区外的厚度是适用的,但在薄管板的转角处因受力复杂,且属于挠性支撑,标准公式无法考虑这些因素,需要使用应力分析软件对这些部位进行设计计算。

RBF神经网络在“薄管板”结构强度分析中的应用

叙述了RBF神经网络的结构和“薄管板”结构强度分析过程以及应用RBF神经网络对“薄管板”结构应力的非线性系统进行了系统辩识 ,网络输出值与计算值符合较好。说明基于神经网络的系统辩识方法在结构强度分析过程中具有一定的实用性。

折流杆换热器薄管板的分析设计及应用

阐述薄管板在折流杆换热器中的应用前景，并利用应力分析设计方法，研究薄管板的应力分布及应力评定。结果表明，薄管板适合在折流杆换热器中应用，并能产生可观的经济效益。

对硝酸钠蒸发器的事故分析及其改进措施

本文对该设备在使用过程中所出现的裂纹情况进行分析,并提出解决的办法。

新型结构的废热锅炉在甲烷化装置中的应用

简单介绍国内外焦炉煤气甲烷化技术,对甲烷化合成工段应用流程模拟软件Pro-Ⅱ进行简单模拟计算,针对管程压力大于壳程压力这一特殊工艺条件,开发设计了一种新型特殊管板结构的废热锅炉设备,采用1/8实际结构的三维模型,应用ANSYS对挠性薄管板进行耦合场(温度场和应力场)分析设计。基于温度场分布、结构应力强度和水循环特性分析,开发的该甲烷化废热锅炉设备完全满足现场运行的要求,并能够避免金属粉末化这一特殊现象。

波节管与光管对薄管板换热器管板影响的比较

利用ANSYS有限元分析软件,建立了薄管板波节管式换热器和普通光管薄管板换热器的三维模型,对其在正常运行工况时的管板进行应力和应变的分析比较,得到两种换热器的位移曲线图和Mise应力曲线图,对仅受壳程压力与仅受管程压力时,换热管对管板应力分布的影响进行分析比较。结果表明波节管可以缓解管板的变形及应力,同时,薄管板波节管式换热器管板厚度计算方法可用普通光管换热器的管板计算方法替代,为此类换热器管板厚度设计计算方法提供了依据。

薄管板技术在废热锅炉中的应用

本文对合成氨装置中废热锅炉使用U形管束厚管板结构失效原因进行了分析 。

柔性薄管板换热器的结构分析与优化

运用ANSYS对采用柔性薄管板的换热器建立了热分析与结构分析的有限元模型,分析了柔性薄管板的温度场及应力场,得出了管板上的应力分布及最大应力发生部位。根据应力分析结果对影响管板应力的主要结构参数如管板厚度、换热管中心距、不布管区宽度、管板与壳体连接处的转角结构和转角半径进行了分析优化,得到了较合理的设计结果。

大直径挠性薄管板合成反应器的有限元分析

采用GB 150、SH/T 3158、西德AD以及GB/T 151标准中的方法对大直径挠性薄管板进行了计算,确定了管板的初始名义厚度。基于ANSYS软件中的APDL语言建立了不同管板厚度的热分析与结构分析的有限元模型,分别对其在6种不同工况下的应力进行了热-结构耦合分析,采用JB 4732,GB/T 151标准分别对结构应力与换热管稳定性和拉脱力进行了强度评定,同时也分析了管板的位移量,最终确定了管板合适的名义厚度。计算结果表明,管板边缘区应力值较大,从边缘到布管区中心呈波动衰减趋势;管板过渡段起着协调管束与管板的变形作用,该区域的弯曲应力值较大。模拟结果可为该类挠性薄管板的设计提供一定参考依据。

高压预冷器管板变形原因分析

针对水压试验后管板产生明显变形的高压预冷器,将换热管简化为非线性弹簧单元,通过基于大变形的几何非线性分析方法进行数值模拟,计算出换热管在含接触约束下的非线性失稳载荷,计算结果与水压实测变形数据吻合良好,从而得出换热管在管程试压阶段出现失稳是管板变形的主要原因的结论;并对管板已变形的高压预冷器,在设计工况下进行安全性评估,满足规范要求。研究成果对于优化高压薄管板预冷器设计,具有较好的指导和借鉴作用。

“一次结构法”在薄管板换热器应力分析设计中的应用

北京清华大学陆明万教授等提出的一次结构概念，为灵活运用应力分类准则进行更科学、合理的压力容器分析设计提供了一种新的途径。作者以固定式薄管板换热器应力分析设计为例，阐述了“一次结构法”的应用。

高压预冷器管板分析评定方法

讨论了薄管板预冷器有限元建模的过程和关键细节处理,给出了确定换热管非线性临界失稳载荷的方法,以及在对固定式薄管板预冷器开展大变形/弹-塑性法有限元分析时,为提高收敛性而采用的具体方案。对某型薄管板预冷器的管程试压工况,基于ASMEⅧ-2进行了整体坍塌和管板的局部失效评定,同时也提出了基于许用极限应变进行局部失效评定的方法,这些方法对于高压薄管板预冷器的工程设计具有参考价值。

一种新型立式火管式过热器的结构设计

在分析现有过热器结构优缺点的基础上,设计与鲁奇炉配套的余热回收立式火管式废热锅炉装置的过热器结构,过热器采用挠性薄管板并增设内筒体结构,对主要受压元件(即挠性薄管板)进行了应力强度分析,同时探讨挠性薄管板在过热器中应用的工况条件或边界条件。整体设备现场试车情况表明:该结构基本达到了运行要求。

薄管板挠式转化废锅泄漏原因分析及处理

介绍了废热锅炉03E001的工艺流程,分析了大型合成氨装置转化工段废锅泄漏的原因,并在国内首次尝试了在线堵漏的检修方式,结果表明,检修周期缩短,达到了工艺运行要求。

GB/T151中固定管板换热器的管板结构型式及其计算方法比较

简述了GB/T151中常规固定管板、拉撑管板和挠性管板的结构型式及计算方法,结合管板受力分析,指出各管板的受力特点及计算方法需要完善之处,为固定管板的结构选择及优化设计提供参考。

薄管板结构型式与强度设计

通过对辽化乙二醇装置４２Ｅ２６１蒸发器的管板设计，阐述了薄管板理论、结构型式、强度设计及其在换热器管板设计中所占的优势，并对薄管板技术的推广与应用进行了探讨．

管壳式余热锅炉薄管板与换热管胀接性能研究

使用数值分析ANSYS有限元软件,通过计算探究管壳式余热锅炉薄管板与换热管液压胀接处的胀接压力和胀接长度对残余接触压力的影响,并给出相互间的关系曲线。经计算,选择较大的胀接压力和胀接长度,保证胀接后残余接触压力越大,密封性能也越佳,更好地避免缝隙腐蚀、应力腐蚀等现象,提高管壳式余热锅炉寿命。同时在管壳式余热锅炉薄管板和换热管胀接连接处提供一种计算方法,为管壳式余热锅炉的设计提供参考。