静设备
石油化工设备技术，2016，37（6）·7。 Petro-Chemical Equipment Technology
单管程浮头换热器浮动端的法兰和
环形板的合理计算方法
李英，杨良瑾
（中国石化工程建设有限公司，北京100101）
摘要：单管程浮头换热器浮动端的法兰和环形板是2个受力特殊的元件。文章完善并改进了对这 2个元件的受力分析，考虑了以下载荷：压力作用于膨账节波纹管引起的轴向力，管壳程温差载荷，合理判断内压作用于法兰内径截面的轴向力的存在，正确计算作用于环形板上的力矩。同时，按活套法兰方法计算环形板，提出了更合理的计算方法，并给出了工程计算实例。
关键词：单管程浮头换热器环形板浮动端法兰
工程中一种常用的单管程浮头换热器浮动端
出口结构如图1所示。其环形板及与之相配的法兰（见图2)是2个受力特殊的受压元件，与一般法兰有着很大的差异。它们不仅承受着压力（P，P,）、垫片压紧力、螺栓载荷，而且还受到由压力作用于膨胀节波纹管内外侧引起的轴向力以及由管壳程温差膨胀引起的轴向载荷。关于环形板的计管方法在各国压力容器标准等规范中均未有被列人，为此国内外设计单位提出一些近似计算方法的文献1～3】。但这些方法计算中对环形板的受力都只考虑了压力的作用。实际上由压力作用于膨胀节波纹管引起的轴向力和管壳程膨胀差引起的载荷也是不能忽略的。而且在环形板计算中压力的作用情况又与一般法兰有很大的不同。同时，文献【3]中给出的等效方法中力矩计算是不正确的，所以国内外对此环形板的计算方法均存在重大缺陷。由此，文献【4～6]对环形板的计算进行广研究，提出以环形板力学模型的计算方法，并对由压力作用于膨胀节波纹管引起的轴向力和管壳程热膨胀差引起的载荷进行了仔细的考虑，是较为合理的计算方法。然而进一步研究表明此计算方法尚有完善和改进的空间，本文正是修正了不足之处，提出更完善且合理的设计方法
对环形板元件应力的准确计算，首先是应算准作用于环形板上的力，然后再按适当的计算模型计算应力，并以合理的许用应力进行控制。由于本结构有数据环形板通过垫片、螺栓构成
对连接副，由压力作用于膨胀节波纹管引起的轴可力和管壳程温差载荷是首先作用于法兰的，而后传递至环形板。为此，下面先从法兰的受力分析开始。
图1管程出口与壳程外头盖的连接
法兰
环形板
图2相连接的法兰和环形板
收稿日期：2016-07-26。
作者简介：李英，女，2002年毕业于北京化工大学机械工程及自动化专业，学士，长期从事压力容器设计工作，高级工程师。
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