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当代化工研究
wetlat
百家争鸣
2016-09
ASME与TEMA标准U形管换热器管板
计算方法的比较
*高世国
（中石化石油工程设计有限公司山东257026）
摘要：U形管换热器是石油化工、能源等行业常用的管壳式换热器结构型式之一。本文通过对ASME和TEMA再大标准中U形管换热器管板设
计计算方法进行期致的分新比较，介绍了ASME及TEMA中U形管接热器管板设计计算的背景及具体应用。关键词：U形管换热器；管板；ASME；TEMA
中图分类号：T
文献标识码：A
ComparisonoftheComputingMethodsforASMEandTEMAStandardU-tubeHeat
ExchangerTubeSheet
Gao Shiguo
( Sinopec Petroleum Engineering Design co., LTD, Shandong, 257026 )
Abstracf: U-tube heat exchanger is one of the strucfure forms of commont used tube and shell types of heat exchangers in petrochemical and energy etc. Industries. Based on the detailed analysis and comparison of zhe designt and calcarlation methods for ASME and TEMA standand U-tube hear erchangers farbe sheer, this paper introduces the backgrotnd and specific applicationt of ASME and TEMA U-rarbe heaf exchanger farbe sheer design and calculation.
Key words: U-rarbe heat exchanger; tube sheer; ASME; TEMA
1.概述
管壳式换热器它应用于石油石化等行业，在管壳式换热器的各种型式中U形管式换热器不仅具有结构简单紧凌、密封性能好、金属耗量小、造价低、热补偿性能好，还有承压能力强等优点，适合用于高温、高压等工况。所以正确合理地确定管板的厚度对保证换热器安全运转、节约材料、降低成本起着非常重要的作用。
美国的ASME和TEMA标准是国际上认可度较高的管壳式换热器的通用设计准则。本文介绍了ASME和TEMA两大标准中U形管换热器管板的设计计算方法并进行对比分析。 2.TEMA标准管板
在国外最先出现管板设计规范是关国的TEMA标准，把管板当作是受到均匀教荷并且周边受到固定或简支约束的圆平板问题，根据等效管板理论，用无孔实心管板来代替开孔管板可以得到管板的计算公式。
TEMA最新版的管板厚度弯曲计算公式为
p G
T=F
3s
式中，T一管板的有效厚度
S一设计温度下管板材料的许用应力：
P一有效设计压力： G一直径：
Ⅱ一管孔削弱系数。
TEMA管板剪切强度公式为：T 式中，T一管板的有效厚度
万方数据
0.31D 1do/p
S一设计温度下管板材料的许用应力： P一有效设计压力：
DL一管子中心线的极限周边的当量直径： p一管间距。
p
同时当
(1.6
3.ASME标准管板
do p
时，不校核剪力。
ASME认为TEMA中管板的设计方法比较粗糙，设计范
围比较窄，所以建立了ASME自己的管板设计规范，满善了图2中的6种管板类型，其基本分析如下
(1)在管板非布管区域应用刚性圆环模拟，采用圆环理论对结果进行分析：(2)不考虑换热管重量对管板的影响，换热管只受到单方向的拉伸或压缩，假定换热管在受到压力载荷时不会发生失稳：(3)假定每根换热管的温度是均匀变化，需要考虑由温度均匀变化所产生的热膨胀；(4)在分析管板时，假设垫片比压力和螺栓预紧力都不存在剪切力和变矩，规定垫片比压力和螺栓预紧力分别均匀分布在管板上。
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