内压下固定管板管接头结构对管板作用的模拟分析

为研究固定管板管接头结构对管板支撑作用,并考察对接头结构进行简化数值模拟所带来的误差。采用有限元方法建立了不同管接头结构的数值分析模型,得到了管板的中心挠度及应力,并与将换热管与管板连为一体的简化模型计算结果进行了比较。同时,还分析了胀接连接时换热管的相对胀接长度以及焊接连接时管子与管板孔间隙大小对管板强度和刚度的影响。结果表明,管接头结构对管板中心挠度及应力有明显影响;在胀接接头未松脱的前提下,胀接结构的管板刚度和强度要好于焊接结构的管板;与实际接头模拟结果相比,简化模型模拟结果偏于不保守;胀接长度越大,管子对管板的支撑作用越大,结果越接近于简化模型模拟结果。对于焊接接头,换热管与管板管孔间隙在0.05～0.25 mm范围内变化,对管板强度和刚度的影响可以忽略不计。     

换热器类管与管板内孔焊

国营五二四厂对管与管板内孔焊的研究、生产已有二十几年，该技术现已被广泛用于换热器类设备的制造中。换热器类管与管板的焊接，通常采用端面焊，即将管子插入管板孔内，在管板的外侧将管子与管板焊接在一起（图1、2）。该结构型式简单易行，但也有其致命的不足，如管子与管板间的间隙内沉淀积垢后会产生间隙腐蚀，胀管产生的残余应力会引起应力腐蚀。而管与管板内孔焊，则消除了间隙腐蚀，减少了应力腐蚀，延长了设备的使用寿命。所谓内孔焊，是将管子置于管板的内侧，管子与管板形成内孔对接焊缝（通常采用的接头型式，（见图3）或内孔…     

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。     

内压作用下蒸汽发生器扇环形组合管板应力分析

针对核电工业中大直径蒸汽发生器管板开展研究,提出一种采用组合式管板替代现有整体管板的方法,并针对这种组合式管板进行应力分析。这种组合式管板由若干扇环形管板单元组成。针对组合式管板的管板单元建立有限元模型,采用数值分析方法研究了扇环形管板的应力分布状况,并与不开孔的扇环形板在简支和固支条件下的应力分布情况进行了对比。分析结果表明,扇环形管板的应力分布状况与承受纵向均布载荷的矩形板较为接近,最大应力值出现在扇环形板的中心部位,周边存在一定的边缘应力。在远离开孔的部位,扇环形管板的应力情况与简支和固支情况下不开孔扇环形板的应力情况相近,但在开孔周边,应力明显偏离简支和固支条件下的应力分布曲线。扇环形管板中开孔造成的应力集中情况与矩形板开孔造成应力集中情况存在较大的差别,因此,分析扇环形管板的应力分布情况,其关键在于对开孔周边的应力集中进行分析。     

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。     

大型丁醛转化器管板的轻量化设计

通过有限元方法对丁醛转化器在不同类型单个载荷作用下,管板及与其连接部件的应力随管板厚度的变化规律进行了研究,并由此确定了管板的初步设计厚度,最后在各种载荷组合工况下对管板进行校核,确定最终设计厚度。此管板厚度与目前已投产的国产化产品相比较减小了一半以上,实现了丁醛转化器管板的轻量化设计。     

换热管胀管时管板的稳定性

列管式换热器的换热管在胀管过程中,有时候管板会产生翘曲,即平衡的管板平面形状失去了稳定性。这种现象在直径较大而管板厚度相对较小的换热器中发生较多。它主要是因为在换热管与管板接触处发生的残余压力的作     

薄壁不锈钢换热管与管板焊接工艺

不锈钢薄壁管与管板的焊接有其明显的特点，文中介绍了辅助给水除氧器管一管板自动TIG焊工艺。通过调整焊接参数和使用适当的钨极形状，从而控制熔池形状和焊缝成型，采用胀接方法定位，并使用工装，消除了管口与管板的间隙，解决了薄壁管与管板焊的难题，取得了满意的结果。     

镍钢复合板管壳式换热器的制造

本文对镍钢复合管板与换热管的连接结构以及管板、折流板、简体、换热管、换热器的装配工艺作了介绍。     

基于子模型法的大型固定管板换热器有限元分析

大型固定管板换热器由于管子数量大,无法在有限元模型中建出所有换热管与管板的详细连接结构,得不到相关区域的真实应力分布,无法有效地进行应力强度评定。对某大型固定管板换热器,利用粗模型确定了管板布管区换热管与管板连接区的最大应力强度位置,进而建立了该位置换热管与管板详细连接结构的子模型。子模型中考虑了换热管与管板的焊接结构及其相互接触,分别对此区域进行基于应力分类法和极限载荷法的分析计算。结果表明:虽然基于应力分类法的焊缝及换热管应力强度评定不合格,但考虑到应力分布的非轴对称特性,基于极限载荷分析的直接法评定应更为合理。对子模型结构进行了极限分析并利用零曲率法确定了极限载荷,按相关标准进行了评定,表明结构满足强度要求。