布管方式对U形管式换热器管板强度的影响研究

摘要

以某U形管式冷凝器为例,建立了正三角形及正方形布管方式管板模型.采用有限元热-固耦合分析方式,对比研究了两种布管方式对管板热应力和机械应力的影响,并考察了管板厚度及换热管管径等参数变化的影响.研究结果表明,较正三角形布管方式,正方形布管方式能有效降低管板中由温差引起的热应力水平,但会提高由压差引起的机械应力水平;在管板的减薄与优化过程中,较正方形布管方式,正三角形布管方式管板厚度的下限值更小;管板与壳体连接处易出现应力集中现象,在换热器设计中适当增大换热管管径,有利于减小管板与壳体连接处的应力值.