陆嘉懿

上海寰球工程有限公司 上海 200032

浮头式换热器换热管轴向压应力校核不合格的解决方法

陆嘉懿*

上海寰球工程有限公司 上海 200032

换热管 轴向压应力 浮头式换热器

1 减小换热管受压失稳当量长度lcr

1.1 lcr数值的确定方法

浮头换热器的换热管通常受到管板、壳程内部的折流板或支撑板的约束。换热管的稳定校核是将换热管简化为端部铰支或者固定的压杆，依照材料力学[2]的压杆稳定理论来进行计算。其约束条件及对应长度系数见表1。

表1 长度系数

在确定换热管受压失稳当量长度lcr时，可将管板作为固定端，折流板或支撑板作为铰支端，根据换热管各支撑段两端的实际约束条件，分别乘上相应长度系数后，计算出各支撑段间的受压失稳当量长度，选取其中最大值作为最终计算所用lcr，具体确定方法见GB/T 151中图7-2。

1.2 调整lcr的适用情况和具体方法

基于每台换热器工艺条件具有一定的差异性，lcr可能出现在壳程内部的任意一段换热管，根据lcr所在具体位置可选择相应调整方法：

图1 短支撑板D#

2 增加管板厚度

2.1 增加管板厚度的适用情况

表2 浮头换热器主要工艺参数

该设备折流板为左右缺的双弓形，工艺条件要求折流板间距为550mm，因两端管板与相邻折流板/全支撑板间距相对较小，lcr最终由折流板间距决定。运用SW6计算程序对下列3种具有代表性的方案进行试算，结果如下：

(1)方案1。输入数据：折流板间距550mm，lcr=1100mm，管板名义厚度n=138mm。

校核结论：不合格。

(2)方案2。输入数据：折流板间距230mm，lcr=460mm，管板名义厚度n=138mm。……