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对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析,并对这两种载荷作用 下的结构应力响应做分类研究,然后对结构进行改进,作同样的分析。比较这些结果,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点。

管壳式换热器是化工、石油、轻工、能源等工业应用广泛的过程设备之一，它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适用性较强，处理能力大，能承受高温和高压等特点。管壳式换热器的结构设计主要依据是GB151［1］，GB151 中关于换热器管板强度校核是根据弹性基础上薄板理论，在轴对称结构的条件下，将薄板的三维变形简化为二维梁式变形，由此来计算其强度的。而换热器壳体厚度的选择，主要是根据壳体所受到的壳程压力来确定。

换热器由于其工作特点，不仅有管程压力和壳程压力等载荷作用，而且还要受到工作介质的温度载荷作用。在GB151 中对压力载荷，给出了管板和壳体的尺寸选择，及固定管板兼作法兰的管板和壳体的连接方式。然而，对于在温度载荷作用下，这些尺寸却没有具体的说明要求。

本文通过一个管壳式换热器的强度校核，将载荷分类为压力载荷和温度载荷，来说明结构在这些载荷作用下的应力响应特点，进而提出该结构改进的意见。本文采用三维有限元的分析方法，来研究其内在规律。

传热管换热器式换热器有什么特性？传热管换热器式换热器(shellandtubeheatexchanger)又称之为热传导管换热器换热器。是以封闭式在壳体中管束的附面层做为传热面的间壁挂式换热器。这类换热器构造较简易，操作流程靠谱，可以用各种各样构造原材料（主要是金属复合材料纤维材料）生产制造，能在高溫、髙压下应用，是现阶段运用广的种类。传热管换热器式换热器由壳体、传热管束、筒节、折叶子板（隔板）和管箱等预制件构件构成。壳体多见圆柱状，內部配有管束，管束两边固定不动不会改变在筒节上。开展导热的热冷二种流体，一种在管中流动性，称之为管程流体；另一种在管内流动性，称之为壳程流体。为提升 管外流体的传热分指数，一般在壳体内安裝很多隔板。隔板可提升 壳程流体速率，驱使流体按照规定路途数次横着根据管束，提高 流体泥沙运动水平。换排散热管在筒节上可按等边三角形或方形排序。等边三角形排序较紧凑型，管外流体湍动水平高，传热分指数大；方形排序传热管换热器式换热器则管内消除省时省力，可以用易积垢的流体。流体每根据管束一次称之为一个管程；每根据壳体一次称之为一个壳程。图例为简易的单壳程多管程换热器,统称为1-1型换热器。为提升 管中流体速率,可在两边管箱里设定隔板，将所有管道均分为若干组。那样流体每一次只根据一部分管道，因此在管束中来回数次，这称之为多管程。一样，为提升 管出门水流量，也可在壳体内安裝竖向隔板，驱使流体数次根据壳体室内空间设计设计方案，称之为多壳程。多管程与多壳程可相互配合运用。

很多情况下，列管式换热器都是采用水位载热体的换热系统，水垢很容易就产生了，要想避免水垢的产生，我们可以在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，一旦水中的PH值比较高时，水垢就可以析出。一般水垢初期比较容易去除，后期的水垢就很牢固难除。

列管式换热器结垢分：类析晶结垢、粒结垢、化学反应结垢、生物结垢、凝同结垢等等。

列管式换热器结垢后我们一般会采用机械清洗、化学清洗、超声波清洗等等，具体要看是哪些原因引起的结垢，针对结垢的具体原因进行解决

列管式换热器运行时具体应注意以下几点：

1、初投运要慢，要先预热，逐步提温；

2、做好减压阀的预热及投运后的调整工作；

3、机组启动应先开启冷侧阀门，待稳定后再开启热侧阀门；而停车时要先关闭热侧阀门，然后再关闭冷侧阀门；

4、正常运行后，关闭汽水换热器疏水器旁通阀，疏水器投人正常工作。若疏水器温度过低如50℃以下，旁通阀可开启运行，若疏水器温度过高，如90℃以上且凝水系统无压运行时，将旁通阀关闭，不准蒸汽通过，造成汽水冲击；

5、运行调节，运行调节主要根据天气变化情况来调整供水温度和流量。操作人员主要通过控制热机组一段列管换热器的过热蒸汽进汽流量，达到控制机组出口水温的目的。室外温度较高时，通过控制设备运行台数及调整进汽流量来控制温度。但注意尽量减少换热器开启频率，以免因频繁开停而造成封密垫泄漏。供热负荷减少时应注意蒸汽管道疏水，以免换热器内产生水击。运行调节要整个系统协调进行，统一调配。