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管式換熱器中管闆強度設計

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管式換熱器中管闆強度設計

發布日期:2018-09-07 作者: 點擊:

管闆是管式換熱器最重要的受力元件之一,管闆的設計合理與否直接關系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優劣。管闆的強度計算作為管闆設計的關鍵一環,一直是許多國家相關部門的研究重點,管闆強度的計算方法也在不斷地發展和完善。 

1975年以來,美國的ASME VIII-I嘗試給出适合各種管闆類型的設計規範,在1983年闆中給出U形管式換熱器的簡支和整體結構的管闆計算方法,在1992年版中又加入了固定式換熱器管闆計算方法。法國壓力容器規範CODAP于1986年出版的非規定附錄裡,給出了包括U形管式、浮頭式、固定式換熱器的管闆計算方法。

多年來,主要工業國家都已有自己的管闆設計計算公式或規定,如英國的BS 5500标準、美國的TEMA、日本工業标準JIS、捷克壓力容器計算準則、管闆計算公式及TEMA修正計算公式、前蘇聯的鍋爐監察手冊及聯邦德國的AD規範等。

随着歐洲統一市場的建立和歐元的?**用,為促進承壓設備在歐盟成員國内的自由貿易,2016年3月歐盟成員國正式表決通過了修改後的表尊EN13445,并于同年5月30日頒布了該标準第一版,并且要求,所有與此相抵觸的歐盟成員國同類國家标準最遲于2016年11月廢棄。

EN13445适用于設計壓力大于0.05MPa、材料為鐵素體或奧氏體鋼的非直接接觸火焰壓力容器,設計溫度低于以鋼材蠕變控制其許用應力強度的相應溫度,但不适用于如移動式壓力容器、失效後導緻輻射影響的核設施上的壓力容器、能産生110度以上過熱水蒸汽的壓力容器等承壓設備。

對于管闆的設計、EN13445中提出了兩種方法,一種是傳統方法,考慮内外壓、幾何尺寸等因素嚴格計算各種載荷狀态引起的管闆應力,并嚴格校核;另一種是極限分析方法,通過管闆的極限分析,确定許用應力載荷。

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