[1]程兆龙,李欣铜,伊志奇,等.带中心调节管全废锅热交换器挠性管板分析设计[J].石油化工设备,2024,53(01):47-53.[doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2024.01.005 ]
　CHENG Zhao-long,LI Xin-tong,YI Zhi-qi,et al.Analysis Design of Flexible Tube Sheet in the Full Waste Heat Boiler with Central Adjusting Tube[J].Petro-Chemical Equipment,2024,53(01):47-53.[doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2024.01.005 ]
点击复制

带中心调节管全废锅热交换器挠性管板分析设计()
分享到：

石油化工设备[ISSN:1000-7466/CN:62-1078/TQ]

卷:
53
期数:
2024年01期
页码:
47-53
栏目:
设计计算
出版日期:
2024-01-25

文章信息/Info

Title:
Analysis Design of Flexible Tube Sheet in the Full Waste Heat Boiler with Central Adjusting Tube
文章编号:
1000-7466(2024)01-0047-07
作者:
程兆龙; 李欣铜; 伊志奇; 张 芳
（航天长征化学工程股份有限公司，北京 100746）
Author(s):
CHENG Zhao-long; LI Xin-tong; YI Zhi-qi; ZHANG Fang
(ChangZheng Engineering Company Limited, Beijing 100746,China)
关键词:
废热锅炉; 挠性管板; 中心调节管; 热交换器; 有限元; 分析设计
Keywords:
waste heat boiler; flexible tube sheet; central adjusting tube; heat transfer exchanger; finite element; analysis design
分类号:
TQ050.2
DOI:
10.3969/j.issn.1000-7466.2024.01.005
文献标志码:
A
摘要:
基于ANSYS WORKBENCH工作平台，采用分析设计的计算方法建立了带中心调节管的全废锅热交换器的有限元模型，并对其进行了稳态传热和静强度分析，得到了全尺寸的带中心调节管的全废锅热交换器的温度和应力强度分布场。计算结果表明，在高温工况下，耐火衬里、陶瓷套管和陶瓷纤维纸的防烫结构可以有效地保护好金属管板；即使在中心调节管完全失效的情况下，通过采用合理的分析计算方法和换热管布置形式，也能够有效地保证热交换器的安全；考虑传热影响工况下的管板应力强度要远高于不考虑传热影响的管板应力强度；当中心调节管完全失去作用而仅靠换热管进行工作时，热端管板会出现一个高温的温度环，而管板中心调节管位置以及布管区边缘位置则温度较低；由于中心调节管完全失效，冷端管板会在中心调节管的位置出现局部超温现象。
Abstract:
Based on the ANSYS WORKBENCH work platform, the finite element model of the full waste pot heat exchanger with central adjusting tube was established by the computational method of analytical design, and steady-state heat transfer and static strength analyses were carried out, so as to obtain the temperature and stress-strength distribution field of the full waste heat boiler heat exchanger with central adjusting tube. The results show that the anti-scald structure of refractory lining, ceramic casing, and ceramic fiber paper can effectively protect the metal tube sheet under high temperature conditions; even in the case of complete failure of the central adjusting tube, the safety of the heat exchanger can be effectively ensured by adopting a reasonable analytical calculation method and heat exchanger tube arrangement; the stress intensity of the tube sheet under the condition of considering the influence of heat transfer is much higher than that of the tube sheet without considering the influence of heat transfer; When the central adjusting tube completely loses its function and only relies on the heat exchanger tube to carry out the work, the tube sheet at the hot end will have a high-temperature temperature ring, while the position of the tube sheet at the central adjusting tube and the position at the edge of the piping area will have a lower temperature. Due to the failure of the central adjusting tube, the tube sheet at the cold end will have a local over-temperature phenomenon at the position of the central adjusting tube.

参考文献/References:

［1］ 叶增荣. 管板厚度对挠性薄管板温度场及应力场影响的有限元分析［J］. 石油化工设备技术,2023,44(1):5-11.
［2］ 张贤福. 高压挠性薄管板的计算［J］. 压力容器,2014,31(4):49-53.
［3］ 邵虎跃,贺小华,陈楠. 甲醇合成塔管板结构改进设计［J］. 压力容器,2011,28(12):59-62,64.
［4］ 黄毓秀,赵国栋,张型波,等. 刚性管板与挠性管板数值分析及比较［J］. 石油化工设备,2013,42(5):45-49.
［5］ 徐君臣,吴云龙,沈鋆,等. 大直径挠性薄管板合成反应器的有限元分析［J］. 压力容器,2016,33(4):30-36.
［6］ 张型波,孙昊,赵明明,等. 一种反向扳边挠性管板的应力分析［J］. 压力容器,2016,33(7):25-31.
［7］ 王建军,董金善,翟晓晨,等. 基于ANSYS的异型挠性管板强度分析及优化［J］. 轻工机械,2017,35(3):87-90.
［8］ 赵毅,周军,张婷婷. 偏心布管挠性管板的分析设计［J］. 化工设计,2021,31(6):26-30.
［9］ 沈洁,李玉伟,唐卉. 余热回收器挠性管板的设计与优化［J］. 化工设备与管道,2019,56(2):29-33.
［10］ 马斓擎,张焱,林立志,等. 高压挠性管板与刚性管板热固耦合受力研究［J］. 石油和化工设备,2019,22(10):34-38.
［11］ 叶增荣. 圆弧过渡段转角半径对挠性薄管板应力场影响的有限元分析［J］. 石油化工设备技术,2022,43(2):9-15.
［12］ 刘林波,董金善,李川,等. 非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化［J］. 石油化工设备,2020,49(2):44-52.
［13］ 热交换器：GB/T 151—2014 ［S］.
［14］ 石油化工管壳式余热锅炉：SH/T 3158—2009 ［S］.
［15］ 锅壳锅炉：GB/T 1650—2013 ［S］.
［16］ 钢制压力容器——分析设计标准:JB 4732—1995（2005年确认）[S].

相似文献/References:

[1]赵国栋,张型波,解德甲,等.壳程压力载荷下挠性管板扳边应力分类及评定[J].石油化工设备,2023,(04):33.[doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2023.04.007]
　ZHAO Guo-dong,ZHANG Xing-bo,XIE De-jia,et al.Classification and Evaluation of Stress of Flexible Tubesheet under Shell Side Pressure[J].Petro-Chemical Equipment,2023,(01):33.[doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2023.04.007]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期： 2023-07-28
作者简介： 程兆龙（1990-），男，辽宁抚顺人，工程师，硕士，从事压力容器常规设计、分析设计以及石化项目设备管理工作。E-mail：zhaolongcup@163.com。
更新日期/Last Update: 2024-01-20