蒸汽过滤器疲劳强度和寿命分析.pdf

蒸汽过滤器疲劳强度与寿命分析 赵 静 。靳 慧 (东南大学 土木工程学院，江苏 南京 210096) 摘 要：蒸汽过热器是将蒸汽从饱和温度进一步加热至过热温度的一种压力容器。该设备是根据 ASME规范设计，在常温7．1MPa静水压力下经过测试确保轴承的能力。但蒸汽过热器的工作温 度约为350oC，弹性模量和屈服应力都会发生很大的变化，在工作温度下的试验难于实现，此时可 以借助有限元分析软件提供参考。对某20万吨合成氨厂的蒸汽过热器大开孔壳体建立了三维弹 塑性有限元模型，有限元计算所得到的接管与圆筒相贯线处的位移变形与试验所得结果一致，有限 元模型可用；对运行工况下的蒸汽过滤器进行了有限元模拟，得到了大开孔区应力分布云图及疲劳 强度；进行ANSYS疲劳计算(ASMEⅧ一2)，并与按FOCTP25859计算的结果进行了对比。 关键词：蒸汽过滤器；有限元计算；应力分析；疲劳强度；寿命分析 中图分类号：TH49；TH123；TG405 文献标志码 ：B 文章编号：1001—4837(2015)08—0063—06 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．08．0l1 FatigueStrengthandLifeAnalysisofSteam Superheater ZHAO Jing．JIN Hlli (SchoolofCivilEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China) Abstract：Thesteam superheaterisakindofpressurevesselwhichheatsthesteam from the saturation temperaturetothesuperheattemperature in theboilersteam．TheequipmentwasdesignedbyASME code，thetestwasdoneunder7．1MPaofhydrostaticpressureinthenormaltemperaturetoensurethe bearingcapacity．Buttheworkingtemperatureofthesteam superheaterisabout350 ℃ andtheelastic modulusandyieldstresswouldchangealot．Thetestatworkingtemperaturearedifficulttorealize．The safetyandreliabilitycannotbeguaranteedonlyrelyon theexperimentalresearch atroom temperature． Now thefiniteelementcalculationscan simulatemorecondition andcan guaranteethe safetyofsteam generator．Thesteamsuperheaterwhichisrfomasyntheticammoniaplantweretakenasobjectofstudy． Thethreedimensionalelastic—plasticfiniteelementmodelofsteam superheaterwasestablished，thedis— placementdeformationoftheintersectionlinebetweenthenozzleandcylinderwaspresentedbyANSYS calculatingandcomparedwiththeexperimental results，whichverifiedthatthefiniteelementmodelcan beused；Thenthesteam filterundertherealoperatingconditionswassimulatedbyfiniteelementmethod， stressdistributionandfatiguestrengthofopenholeareawereobtained；Atlast，fatigueevaluationresults werecomparedbetweenANSYSfa