筒体管板的有限元分析

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筒体有限元分析后,对最大应力强度处、底部筒体与管板连接处和水进出口处4条路径进行应力强度评定。图8~图11给出3个管板在4条路径上的应力强度分布,在路径分析中发现,3个管板的应力值相差不大,在多数情况下z3型蒸发器管板应力强度值比其他2种较低。对比4条路径下的应力强度值,路径3,即温度较高部位,其应力强度最大值均小于其他3条路径上的应力强度最大值。
根据JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》,选取4.2分析中的4条路径,分别对3个管板在稳态操作工况下进行应力强度评定,其结果见表3。由表3可知,在操作工况下,该系列蒸发器管板设计方法安全,且各项应力强度均有较大富裕。由此表明,该系列蒸发器管板工程设计过于保守,可进一步进热应力分析属于热-结构分析,换热管和筒体一端固定在管板上,另一端施加轴向约束;管板兼做支撑,底部施加全约束;对称面上施加对称约束;管板管程侧和换热管内部施加管程设计压力,筒体内表面和换热管外表面施加壳程设计压力;在管板管程侧施加螺栓在操作状态下需要的最小螺栓力和垫片压紧力,经计算,法兰螺栓力为1 359.23583kN,垫片压紧力为58.589kN。
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