静设备
石油化工设备技术，2018，39（1）·1· Petro-Chemical Equipment Technology
板壳理论在压力容器强度设计中的
经典应用之五
一JB4732浮头式热交换器管板应力分析方法的考证
袁振邦1，闫东升2
（1.中石化宁波工程有限公司，浙江宁波315103；2.中国石化工程建设有限公司，北京100101）
摘要：我国JB4732标准中的固定管板应力分析方法是精确合理的弹性分析方法，对其进行变通后可应用于浮头式热交换器管板的强度计算。通过该变通方法与JB4732浮头式热交换器管板强度计算方法的对比计算发现，JB4732浮头管板分析方法存在欠缺。比较两种方法的计算模型并对其管板受力状况进行分析，找出到了造成问题的根本原因。
关链键词：浮头式热交换器管板应力分析
变通应用
doi:10.3969/j.issn.1006—8805.2018.01.001
1问题缘起
现行GB/T151的a型连接浮头式热交换
器管板（图1（a）)强度计算方法是基于弹性基础圆平板经典理论2，并充分考虑了管孔对管板刚度与强度的削弱作用及管板边缘未开孔环形区域的影响[3-41，忽略筒体和管箱对管板周边的转角约束所得[5-6]。JB4732[1附录I方法与之一脉相承。该方法已成功应用于工程设计三十余年，其准确性不言而喻
血血
(a)a型连接
(b)b型连接
图1固定端管板与简体、管箱的连接
图1(a)结构的计算方法已由SW6压力容器
设计软件包缩编成商业软件，可以直接应用于工程设计。而对于图1（b）所示的固定端管板与管壳侧筒体焊接的b型连接的浮头式热交换器，现行 GB/T151则未给出管板强度计算方法，只能按 JB4732附录I计算。因该计算方法未编入SW6 软件，而其算法又涉及一组十一元一次方程组，且须多次选死瀚据十分繁琐，一般工程设计人员很
难掌握。为解决此问题，文献【8】和文献【9】在深人研究各种管板应力产生机理的基础上，发现并掌握了它们之间的内在联系与贯通性，进而提出了一种在固定管板应力分析方法基础上，通过在壳程设置一刚度为无穷小的假想膨胀节，构建固定管板换热器管板周边的受力条件与相应浮头换热器管板受力完全等价的模型进行计算的变通方法（以下简称变通法）。其原理[8-1如下：各种管板之间的受力和应力存在很大差异，根本原因即是由于作用于各种管板（环板)周边的边界力和管束弹性基础不同，而同类管板（如弹性基础板）布管区的受力是相同的，为此不同管板须有不同计算方法。各种管板中，以固定管板的受力和计算最为复杂，为此可在该方法的基础上，通过恰当的处理方法（如在壳程设置轴向刚度K三O的膨胀节等手段来构建适于其它管板的边界力，使之完全符合相应管板的边界力状况，这样固定管板应力计算方法便能适于各种管板的应力计算，从而实现“变通计算”的目的。变通计算便固定管板计算方法有更广阔的应用空间且能解决标准中未包括
收稿日期：2017-08-30。
作者简介：袁振邦，男，2009年毕业于天津大学化工过程机械专业，硕士，主要从事压力容器及常压容器的设计工作，工程师。
Email:yuanzhb.snec@sinopec.com