利用ANSYS对高压给水加热器管板进行有限元分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期锅炉制造No．52013年9月B0ILERMANUFACTURINGSep．2013”文章编号：CN23—1249(2013)05—0045—04利用ANSYS对高压给水加热器管板进行有限元分析唐卉，张旭，王志坚(哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046)摘要：高压给水加热器是火电和核电厂热循环中必需的重要设备，随着电站技术的更新换代，高压加热器的压力和温度不断提高，设计参数和结构形式超出常规设计标准的适用范围。本文利用ANSYS建立管板、换热管、壳体的模型，对仅受管程设计压力的工况对管板结构进行有限元分析，校核管板强度。关键词

2、：管板；有限元分析；高压给水加热器中图分类号：TK223．5文献标识码：AFiniteElementAnalysisforTubesheetofHighPressureFeedWaterHeaterwithANSYSngHui，ZhangXu，WangZhijian(HarbinBoilerCo．，Ltd．，Harbin150046，China)Abstract：Highpressurefeedwaterheaterisanecessaryandimportantcomponentinfirepowerplantsandnuclearpowerplants．Designpress

3、ureandtemperatureofHPHeaterisgettinghigherandhigherbecauseoftechnicaladvanceofpowerplant．SomeofthedesigndataandconfigurationisnotsuitableforStandardsofDesignbyRule．Thispaperfoundamodel，whichiscomposedoftubeshe-et，tube，andshells，withANSYSprogram．Tochecktheintensityofthetubesheet，Finiteelementa

4、—nalysisisusedfortheconditionofperforminginternalpressureonthetubesideonly．Keywords：tubesheet；finiteelementanalysis；highpressurefeedwaterheaterGB150进行相关的设计、制造，并对管程，如管板、0引言水室球形封头等零件采用分析设计的观点及有限高压给水加热器(以下简称“高加”)是火电元方法进行局部应力分析。和核电厂回热系统中的重要设备，通常采用u形各国管板设计规范大多采用等效管板理论，管作为换热管，是一种汽——液换热的u形管式将管板作为承受均

5、布载荷、放置在弹性基础上、且换热器。随着电站技术的更新换代(常规、超临受管孔均匀削弱的当量圆平板来考虑，通过管束界、超超临界机组)，锅炉产生蒸汽的参数在不断加强系数K和刚度削弱系数强度削弱系数提高，高压加热器的压力和温度等参数也随之不体现管束对管板的支撑作用和管孔对管板的削弱断提高，如超临界机组高加的管程设计压力常常作用。为了较真实的体现管束和管孔对管板的支会超过35MPa，且周边不布管区较宽，超出了撑和削弱作用，及水室对管板的作用，对管板一换GB150的适用范围。对此，高加整体可参照热管及与管板相连壳体的结构建立有限元模型，收稿日期：2013—02—24作者简介：唐卉(1970

6、一)，女，1992年毕业于甘肃工业大学化工设备与机械专业，高级工程师，从事压力容器、电站辅机、核电产品的设计工作。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com·48·锅炉制造总第241期当量圆平板，管子均匀布置并且开孑L区边缘距管板边缘距离足够小，这样管板可以看作轴对称的结构，方便计算。根据以上简化，标准中给出了通过公式、表格、图表进行管板计算的方法。采用ANSYS应力分析的方法可以模拟换热管对管板的削弱和加强作用，并能解决一些标准中无法计算的情况，这种方法要求设计者能把握分析设计的思想，能对模型作适当的简化并辨别模

7、型的合理陛，对设计者的要求较高，对于复杂结构和受力情况的计算有较大优势。图7应力线性化示意图参考文献3结语[1]JB4732—1995，钢制压力容器一分析设计标准[S]．[2]GB151—1999，管壳式换热器[S]．标准中的管板计算方法将管板简化成在弹性[3]余伟炜，高炳军．ANSYS在机械与化工装备中的应基础上受换热管均匀削弱、加强的、周边受支撑的用[M]．北京：中国水利水电出版社，2007．[上接第38页]低接头的残余应力，改善焊缝金属的组织与性能，断或焊接作业完成后不能马