某预过滤器设备法兰及管板稳态操作条件下有限元分析及强度和疲劳评定

应用有限元软件ANSYS对某预过滤器设备法兰及管板在稳态操作工况下的应力场进行了分析,有限元建模采用三维参数化建模方法,包括设备法兰及紧固件、管板、上部筒体和下部筒体。得到分析结果后,进行了强度和疲劳评定,以判断各部件结构在该工况下是否安全运行。     

挠性管板实体模型创建方案研究

本文利用ANSYS有限元分析软件对废热锅炉挠性管板进行实体建模,对整体建模、局部建模、单一组合建模、线体组合建模等建模方案进行研究,通过各方案的对比分析,提出将换热管模型分为两段,与挠性管板相连接的管段采用实体建模,其余部分采用线体建模,换热管两段间采用MPC技术进行连接的方案,使得计算效率和准确性同时得到保证。     

不同工况下电站锅炉下集箱热应力循环载荷计算

电站锅炉下集箱受热和支管分布不对称,筒体的温度场与应力场分析十分复杂.运用ANSYS软件建立了锅炉下集箱有限元模型,分别对启炉、运行与停炉3种典型工况下的热应力载荷进行了模拟计算.结果发现,在3种工况条件下,采用有限元方法计算出的热应力都比采用经验公式计算的结果偏大.因此,在频繁启、停炉的情况下,下集箱的实际寿命可能比设计寿命缩短.同时,支管的机械约束作用可对下集箱的热变形和热应力产生明显影响.在锅炉厚壁下集箱的强度设计与疲劳寿命计算过程中,应考虑支管的约束作用.     

废热锅炉简体环焊缝开裂失效分析

某化工公司16MnR废热锅炉筒体环焊缝上多处开裂失效。经对开裂试样进行化学成分、宏微观断口、显微组织和能谱等分析。同时结合筒体的受力状况和断裂力学的基本理论,对筒体环焊缝的失效开裂过程进行了分析。另外结合此废热锅炉筒体的具体工作环境及制造工艺进行了综合研究。结果表明：废热锅炉焊缝开裂是由腐蚀造成的,同时水质不良加速了裂...     

椭圆管板废热锅炉的结构、强度与使用

关于椭园管板废热锅炉的使用和结构,以及强度计算,在文献[1]和文献[2]中曾有所介绍。本文对椭园管板在多种废热锅炉上的应用、椭园管板废热锅炉的结构与强度计算、以及结构设计与使用上的一些主要问题,作进一步阐述与补充。其中强度计算的某些部份,又引用或参阅了我院黄炎同志的关于“废热锅炉的计算”和“U形膨胀节的计     

甲烷化废热锅炉管板温度场与应力分析

甲烷化废热锅炉入口温度高达620℃,管壳程温差较大,管板承受内压与温差载荷双重作用.设计中管程选用内部衬里的冷壁结构,管板选用带折边的柔性薄管板结构.由于柔性管板应力状态复杂且各工况不同,难以用常规方法进行设计.基于有限元分析软件ANSYS,以入口端管板及其相连部件为研究对象,并取1/4整体结构及1/2壳程长度进行建模,对其进行温度场分析,得出管板各部分的温度分布,然后综合考虑压力与温度载荷的作用,分4种工况对管板进行详细的应力分析.温度场分析结果表明,各部位的实际温度均低于设计温度,绝热系统布置符合设计要求;应力分析结果表明,管板结构尺寸合理,各载荷工况下管板危险截面的应力强度均满足JB 4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）要求.     

大型废热锅炉筒体接管部位的应力分析及强度评定

本文提出了筒体接管部位的三维计算模型及其边界条件的处理方法,并采用8～20变节点三维等参元进行了有限元计算。同时,还介绍了在对大型废热锅炉进行全尺寸内外壁电测试验后所提出的工程上处理筒体接管部位应力的新方法,以及应用该法对大型废热锅炉进行的强度评定。     

废热锅炉换热管的更换方法

最近,我厂承接了一台美制废热锅炉的修复任务。该设备管板根部有不少管子已被腐蚀了,要求更换全部换热管。我们采用的方法简单实用,短期内就完成了任务,用户很满意。现就有关情况简介如下。1.抽出旧管子该设备内径φ1194mm,长7090mm,为固定管板式结构,上下管板厚分别为195和165mm,管子25.4×4.19,管孔φ25.65±0.05,管子与管孔为焊接 贴胀的连接结构。由于外筒体把内管束包得严严实实,更换时又不能损伤外筒体及管板,因而要抽出全部旧管子再穿进新管子比较困难。抽管子可先用钻削的办法,即把废热锅炉立在地坑里。在地坑旁装一台摇臂钻床,用φ25的钻头把贴胀区全部钻削掉。要不伤及管板和筒体,摇臂钻的放置必须仔细找     

废热锅炉换热管与管板连接方式研究

本文对新型高效废热锅炉研制中换热管与管板的连接方式进行了研究,目的是得出用于新型高效废热锅炉换热管与热端管板连接的最佳方式,避免或减少换热管与热端管板连接处发生失效,确保研制的新型高效废热锅炉安全可靠稳定长周期运行。     

挠性薄管板废热锅炉管板冲蚀失效分析及修复

介绍了内孔焊挠性薄管板废热锅炉管板冲蚀后管束内漏的故障情况。从结构设计、操作运行等方面分析了管板冲蚀失效的机理,制定了详细的管板堆焊修复方案,通过理论计算验证了修复后管板强度满足要求。修复后废热锅炉高负荷稳定运行超过1 a,工艺气出口温度满足生产要求,可为同类设备的故障修复及维护改进提供参考和借鉴。     

采用实体模型的厚管板的有限元分析

应用ANSYS通用有限元分析软件,对某换热器建立了考虑管箱、部分壳体和换热管影响的管板有限元实体模型,进行了温度场分析,得出了管板上温度场的分布规律。同时按照JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》分析了管板在开工、正常操作和停工过程中可能出现的共计7种瞬态和稳态操作工况中的应力和变形状况,并进行了应力评定,找出了危险工况和该管板强度的控制因素。分析表明,有限元分析法是分析管板的有效方法,适用于各种管板特别是多管程或多壳程换热器管板的设计和结构优化。     

80万t/a甲醇装置高压废热锅炉管板结构有限元分析

80万t/a甲醇装置高压废热锅炉的设计参数超出了国家标准规范,管板连接结构无法按常规设计方法进行计算。通过CFD模拟出管板的温度分布后,采用ANSYS有限元分析程序对管板及其连接结构进行应力分析。根据有限元分析结果,按JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》的规定进行强度评定,可为详细设计提供依据。     

异形管板换热器应力分析与评定

通过有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了异形管板换热器温度载荷与压力载荷同时作用下的有限元应力计算。采用JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》的应力分类及强度评定方法对分析结果进行了评定,实现了在构建异形管板换热器真正实际结构有限元模型下的应力分析与评定。     

加氢反应器瞬态温度场数值模拟

加氢反应器开停车或变工况时引起的过大交变热应力会危及设备的安全运行。为了研究加氢反应器在此种情况下的热应力场,利用ANSYS有限元软件对加氢反应器上半部进行了瞬态温度场分析,首先对空间域进行离散,采用泛函建立有限元的一般格式,得到一阶常微分方程组;然后对时间域进行离散,采用差分格式求解,得出各载荷步、时间子步的温度分布等值线图,实现了温度分布与热流方向的动态显示。利用瞬态温度场分析结果进行了热应力计算,得出瞬态热应力随时间的变化状况。结果表明,加氢反应器上半部接管法兰区温度梯度最大,壳体内部的热流方向基本是从筒体、封头到法兰,温度分布极不均匀;最大热应力发生在瞬态温度场的某一时段,而不是瞬态温度变化的最终状态。     

带N型管箱换热器中筒体厚度对管板设计厚度的影响

对于带N型管箱的固定管板换热器,管板与两侧筒体直接焊接;文章从基本原理入手,考察管板周边区域的受力情况,分析了筒体厚度对旋转刚度参数Kf及管板边缘支撑条件的作用;区分壳程带与不带膨胀节两种情况并结合换热管加强系数K的调整,文章通过八个算例来分析圆筒厚度变化对管板内径向应力分布以及极值的影响.由于壳程筒体的轴向刚度与其自身厚度有关并会直接影响到管板的设计厚度,文章分析了这一影响规律并提出了壳程筒体由不同厚度段组成时的轴向刚度计算.     

振动圆管内对流传热特性及场协同分析

采用FLUENT动态网格技术,研究了某型固定管板式热交换器两折流板间换热圆管在振动条件下管内流体的流动与传热特性,分析了不同振动参数对传热性能的影响。在文中计算工况下,数值计算结果及场协同分析表明,振动能强化传热,且其传热效果随振动频率和振幅的增加而增强,传热强度最多提高71％。在半周期内,时相位为90°时管内传热性能最好。在同一振动参数下,雷诺数越小,强化效果越好。对每一来流速度,存在临界振幅和频率,低于临界值不能强化传热。     

气井井筒温度场及温度应力场的理论解

基于传热学及弹塑性力学相关理论,结合固井水泥环实际密封工况,建立了2套数学模型:任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型,形成了解析求解算法及工程分析软件,研究了温度应力场的影响因素.研究结果表明:产量对井筒温度场影响较大;高压高产气井的浅层固井水泥环温升明显,应提前分析预测其温度...     

乙烯装置第二急冷锅炉的管板应力分析

对乙烯装置第二急冷锅炉的管板进行了有限元分析。在分析中,采用有效弹性常数的概念将管板、换热管、过滤管和壳程筒体的应力分析简化为对称问题,然后根据“钢制压力容器－分析设计”标准JB4732－95的评定方法,确定出了安全、经济的管板厚度。