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明燕集团资讯:浅谈有关薄管板换热装置的计算和探究
作者:无锡明燕集团有限公司 www.xljshg.com    发布于:2014-05-18 09:31:32    文字:【】【】【
摘要:明燕集团资讯:浅谈有关薄管板换热装置的计算和探究

  在相同情况和相同条件下,采用不同的计算公式其结果差异很大。目前,我国对管板厚度的计算是按GB151《钢制管壳式换热器》中的公式进行计算的,而对于薄管板还没有一套完善的计算方法。从国外资料来看亦各有其说。本文根据国内外的一些资料,从我国的国情出发,探讨一下焊入式薄管板的计算方法。薄管板的基本结构如所示。焊入式薄管板基本结构焊入式薄管板换热器管板厚度的设计计算的数学模型就是将管子作为固定支撑,即将管板视作管子固定支撑下的平板,计算其最大无支撑区的平板强度。
  设计计算薄管板,必须满足一些假设条件:认为管子是作固定支撑的,因而必须保证管子与管板的刚性支撑条件,否则管板将完全失效。要保证管子的刚性支撑,首先要保证管子与管板的连接强度。因此,薄管板只采用焊接连接,且焊缝还必须能承受管子所受的轴向力。另外,当由于温差应力使管子受到压应力时,管子还要保证其刚性,不能产生失稳,否则薄管板也将完全失效。
  管板的厚度计算若管板的设计温度为200,无管区的边界直径为50mm,按GB150-1998《钢制压力容器》关于平盖的计算来确定管板厚度,计算结果如所示。在相同条件下,按原西德AD规范的由此可见,管板的计算厚度是很薄的,在换热器直径较大的情况下,这样的厚度在制造上是比较困难的。为了便于制造,须适当增加管板的厚度。这种设计思路在500t/a乙苯脱氢制苯乙烯装置上使用过,效果良好,强度足够。
  结论分析薄管板换热器与列管式固定管板换热器具有相同的操作优点。薄管板换热器的管板厚度的计算与壳体的直径无关。而在直径较大的情况下,厚管板的制造是比较困难的,材料亦比较浪费,设备自重也增大,同时也增加了一定数量的投资。若是不锈钢或特殊材料的话,经济上将增加许多。
  薄管板强度计算的关键在于其数学模型的建立,即必须满足其列管与管板的刚性支撑。这不仅对设计计算,而且对制造和焊接工艺也提出了一定的要求。在焊接技术较好的条件下,采用这样的方法进行设计计算,完全可满足强度要求。当管、壳材料相同,且壁温差小于50时,使用薄管板方法进行设计,板厚尚有富裕。当管、壳材料的线膨胀系数不相同时,必须满足l/l<7910-4的要求才能使用上述薄管板的方法进行设计。薄管板换热器具有很多优点,当直径较大和采用不锈钢材料时,在壁温差小于50时应优先考虑使用薄管板。当然,对设计计算方法及结构等还需进一步研究、改进,以尽早提出一套完整的设计计算方法。
 
 
 
 
 
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