苏文献， 马嫄情， 刘海刚

（上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093）

某排放气冷却器采用带有夹套的管箱结构，管箱夹套中的冷却水完成冷却后，再进入壳程.操作工况下，工作温度和工作压力随时间而变化（夹套的工况和壳程一样）.本文运用有限元分析软件ANSYS模拟管箱的实际结构，施加管箱的实际载荷和边界条件.根据设计参数，排放气冷却器的上管箱在操作工况下是最危险的.在设计寿命期内，温度和压力波动共计循环40 000次，按文献［1］中第3.10条的规定无法免除疲劳分析.因此，采用有限元法对其进行了操作工况下结构应力强度和疲劳分析.

1 结构分析和力学模型

根据文献［2］，管箱接管与夹套的连接形式可以有3种：a.全封闭结构.该结构简单、传热充分，但对焊接质量和开孔精度要求较高，不容易发现接管与管箱筒体连接处的泄漏，且由于筒体接管和夹套的材料不同，在温差载荷作用下，在其连接处容易产生较大的热应力，不适合温度波动的设备；b.套管结构.制造方便，便于焊缝检查，套管与夹套筒体间采用全焊透角焊缝，焊缝不连续，有形状突变，套管与夹套筒体接触区域应力较大，不适合需要考虑疲劳的设备；c.采用翻边结构形式.该结构克服了前两种结构的不足，虽制造难度有所提高，但受力情况较好，应力较小，适合于需要做疲劳分析的设备.其具体连接形式见图1，这里采用第三种结构.

图1 夹套与箱体的连接形式Fig.1 Connection forms of jacket and channel

换热器管箱的……