基于ANSYS双管板换热器管板厚度设计探讨.pdf

基于ANSYS的双管板换热器管板厚度设计探讨 杨玉强 ，贺小华 ，杨建永 (1．南京市锅炉压力容器检验研究院，江苏 南京 210002；2．南京工业大学 机械与动力工程学 院，江苏 南京 210009) 摘 要：由于双管板换热器管板结构的多样性，其管板厚度设计方法 目前国内没有标准可依。针对 某u型管及固定管壳式换热器双管板结构，根据 SW6软件相应模块进行管板厚度近似计算，在此 基础上采用ANSYS软件对管板结构进行热应力分析和优化设计，进一步讨论 了聚液壳结构的影 响。分析结果表明，双管板换热器管板厚度采用 SW6软件近似计算是安全的，但结果过于保守。 有限元优化设计有效地降低 了管板厚度 ，为双管板换热器管板设计提供 了有效手段。 关键词：双管板换热器；管板厚度；聚液壳；热应力；有限元优化设计 中图分类号：TQo51．5；0241．82 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2010)10—0030—06 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2010．10．0O6 Discussion on ThicknessDesign ofTubesheetforDouble Tube——sheetHeatExchangerbyANSYS YANG Yu—qiang ，HEXiao—hua ，YANG Jian—yong (1．NanjingBoilerPressureVesselSupervisionandInspectionInstitute，Nanjing210002，China；2．Col— legeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China) Abstract：Duetothediversityofthetubesheetconstructionfordoubletube—sheetheatexchangers，there isnonationaldesignstandardfortubesheetdesign．Theapproximatecalculation oftubesheetbasedon SW6softwarewasmadeforU —tubeandfixedshellandtubeheatexchangers，andthethermalstressa- nalysisandoptimizationdesignoftubesheetweremadebyANSYSsof|wale，furthermore，theeffectofhte liquidgatheringshellwasstudied．Theresultsshow thattheapproximatecalculationofthedesignthick- nessoftubesheetofrdoubletube—sheetheatexchangersbySW6softwareissafe，buttheresultiscon— servative．Optimizationdesing basedonfiniteelementanalysishaseffectivelyreducedthedesing thick— nessoftube——sheetandprovidedaneffectivemeansforthedesignoftubesheetofrdoubletube——sheet heatexchangers． Keywords：doubletube—sheetheatexchanger；thicknessoftubesheet；liquid gatheringshell；themr al stress；finiteelementoptimizationdesign 符号说 明： — — 排管圆直径 ，mnl ￡—一双管板间距，lllm or——换热管材料的屈服限，MPa 卜 换热管挠度，mm — — 换热管材料的