多股流缠绕管式换热器管板有限元分析.pdf

第 38卷 第 4期 石 油 化 工 设 备 VoI．38 No．4 2OO9年 7月 PETR()_CHEMICAL EQUIPM ENT Ju1y 2OO9 ，。+ ”+ ”+ ”+ ”+ — ”、 ：设计计算{ k + ．．+ n+ ．．+ ．．+ 一十 · 文章编号 ：lOOO一7466(2oo9)O4～o023一O5 多股流缠绕管式换热器管板的有限元分析 陈永东 ，吴晓红 ，修维红 ，张中清 李永泰 (1．合肥通用机械研究院，安徽 合肥 23OO3】； 2．国家压力容器与管道安全工程技术研究 中心，安徽 合肥 23O031) 摘要：缠绕管式换热器广泛应用于煤化工装置 ，因其结构的特殊性 ，国内标准规范没有对其 管板的 设计计算方法做 出规定。针对循环 甲醇冷却器——一种典型的多股流缠绕管式换热器的管板在不 同载荷条件下进行 了有限元分析和应力评定，指 出了有限元分析方法对于多股流缠绕管式换热器 管板设计的经济性 、实用性与安全性。 关键词 ：换热器；管板；多股流 ；缠绕管；有限元 中图分类号：TE 965 文献标志码 ：A FEA onTube_sheetOfaM ulti—stream SpiralW OundHeatExchanger CHEN Y0n d0ng一，WU Xia(-hOng ，XIU W ei-h0ng ，ZHANG Zh0n錾；-qing ，LIYon tai。 (1．HefeiGeneralM achineryResearchInstitute，Hefei23OO3l，China； 2．NationalEngineeringResearchCenteronSafetyofPressureVesseIs andPipes，H efei230031，China) Abstract：Spiralwoundheatexchangershavebeenwidelyusedincoalchemicalindustryplants． Iethodofcalculationfortube—sheetdesignhasnotbeen introducedinourstandardsandspecifi— cationsbecausespiralwoundheatexchangerhasaspecia1structure．FiniteElementsAnalysisand stressassessmenthavebeencarriedoutontube—sheetofcyclingmethanolc0oler，atypicalmu1ti— stream spira1woundheatexchangerin vari0usloadconditions．TheviewpointthatFEA method hasitseconomy，practica“ty，safetyin tube—sheetdesignofamulti—stream spiralw0undheatex— changerhasbeen emphasized． Keywords：heatexchanger；tube—sheet；multi—stream ；spiralwound；FEA 缠绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上 ， 首选换热设备口～ 。 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成管束 ，再 缠绕管式换热器大体有 3种结构，第 1种是单 将管束放人壳体 内的一种换热器。其具有结构紧 股流缠绕管式换热器 (图 1)，第 2种和第 3种都是 凑 、可同时进行多种介质换热 、管内操作压力高、传 多股流缠绕管式换热器 (图 2～图 3)，其 中第 3种多 热管的热膨胀可 自行补偿 、换热器易实现大 型化等