非對稱管殼式換熱器結構分析及改進中的問題

張守偉 于鴻洲

（山東旭洋機械集團股份有限公司，臨沂 276000）

非對稱管殼式換熱器結構分析及改進中的問題

張守偉 于鴻洲

（山東旭洋機械集團股份有限公司，臨沂 276000）

本文針對非對稱管殼式換熱器結構及改進中的問題展開研究，為擴大其應用范圍和優化性能提供參考。

非對稱 管殼式換熱器 結構

引言

現階段，固定管殼式換熱器和非對稱管殼式換熱器的研究現狀決定，針對非對稱管殼式換熱器結構進行分析和改進，建立在固定管殼式換熱器基礎上。具體的，在對其管板內徑、管板厚度、法蘭外徑、法蘭螺栓圈直徑和個數、墊片內外徑、殼體厚度、換熱管尺寸以及各結構材料、換熱器設計中參考的壓力和溫度、操作中適用的壓力和溫度準確掌握的基礎上，需建立溫度場有限元模型和結構有限元模型。

1 非對稱管殼式換熱器結構分析

換熱器結構的溫度分布受管程、殼程內流體的流動和傳熱的直接影響，但換熱器殼程中存在的換熱管束等結構形狀并不規則，使流體的傳熱過程和流動形式變得更加復雜。所以，通過有限差分析法對其相關數值進行模擬，具有可行性[1]。在具體設計過程中，要有意識地結合換熱器的實際運行狀態，對其所處的溫度場邊界進行模擬，以此保證模擬結果的可信度。

通過溫度場有限元模型和結構有限元模型兩個三維有限元結構分析發現，在非對稱管殼式換熱器整體結構中，由于殼體和管板連接結構在換熱器工作中幾何變化幅度大而膨脹節位置厚度較小，在此類換熱器下半截溝不存在換熱管的情況下，應力相對較大；……