U形管式换热器管板研究与优化

摘要

1 绪论

1．1 换热器概述

1．2 换热设备分类及特点

1．2．1 固定管板式换热器

1．2．2 浮头式换热器

1．2．3 填料函式换热器

1．2．4 U形管式换热器

1．2．5 釜式重沸器

1．3 国内外对管板的相关规定

1．3．1 国外标准发展状况

1．3．2 国内标准发展状况

1．4 管壳式换热器管板分析方法的发展历程

1．5 国内管板有限元分析发展历程

1．6 本课题研究的意义

1．7 本文研究的主要内容和方法

2 U形管式换热器设计

2．1 工艺参数

2．2 换热器选材

2．2．1 简体和封头

2．2．2 换热管及定距管

2．2．3 管板

2．2．4 折流板

2．2．5 法兰

2．2．6 鞍座

2．2．7 防松支耳

2．3 设备设计

2．3．1 简体设计

2．3．2 封头设计

2．3．3 气密性试验

2．3．4 换热管

2．3．5 管板设计与校核

2．4 法兰力矩计算与校核

2．5 校核螺栓载荷

2．6 整体结构进行检验与安装

2．7 本章小结

3 管板受力分析

3．1 模型简化理论

3．2 有限元模型分析

3．2．1 ANSYS软件简介

3．2．2 有限元算法特点

3．3 ANSYS结构分析法

3．4 模型有限元分析

3．5 取不同路径对管板进行线性应力分析

3．6 强度评定

3．7 本章小结

4 温度场对管板的影响

4．1 热应力

4．2 管板施加温度载荷

4．3 管板温度场分析

4．4 温度场分析小结

5 不同操作工况下管板有限元分析

5．1 换热器操作工况分类

5．2 管程先开瞬间(操作工况1)

5．3 壳程先开瞬间(操作工况2)

5．4 壳程先停瞬间(操作工况3)

5．5 管程先停瞬间(操作工况4)

5．6 换热器正常工作状况(操作工况5)

5．7 正方形布管对管板的影响

5．7．1 壳程先停瞬间(操作工况3)

5．7．2 管程先停瞬间(操作工况4)

5．7．3 换热器正常工作情况(操作工况5)

5．8 本章小结

6 管板优化分析

6．1 优化设计介绍

6．2 屈曲分析

6．3 本章总结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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