一种计算管壳式换热器管板接口热应力的系统及其方法

摘要

本发明公开了一种计算管壳式换热器管板接口热应力的系统及其方法，属于管壳式换热器检测技术领域。所述系统包括：有限元模型模块、计算热应力模块和热应力数值计算公式模块。所述方法包括：根据管板和换热管的力学性能参数建立有限元模型；根据有限元模型、管程温度和管壳程温差，通过有限元方法，分别计算温差系列热应力、板厚系列热应力和管板直径系列热应力；根据有限元模型、温差系列热应力、板厚系列热应力和管板直径系列热应力，通过非线性回归方法得到管板接口热应力计算模型。本发明可以简单、快速地计算出常用管壳式换热器管板接口热应力，特别适合管壳式换热器检修时的安全评定，可有效提高管壳式换热器安全管理水平。

主权项

一种计算管壳式换热器管板接口热应力的系统，其特征在于，包括有限元模型模块、计算热应力模块和热应力数值计算公式模块；所述有限元模型模块，用于根据管板和换热管的力学性能参数建立有限元模型；所述计算热应力模块，用于根据管板的厚度、管板的直径、所述有限元模型、管程温度和管壳程温差，通过有限元方法，分别计算不同管程温度和不同管壳程温差所对应的温差系列热应力、不同管板厚度所对应的板厚系列热应力和不同管板直径所对应的直径系列热应力；所述热应力数值计算公式模块，用于根据所述有限元模型、所述不同管程温度和不同管壳程温差所对应的温差系列热应力、所述不同管板厚度所对应的板厚系列热应力和所述不同管板直径所对应的直径系列热应力，通过非线性回归方法得到所述管板接口热应力计算模型；所述管板接口热应力计算模型包括管板接口环向热应力计算模型和管板接口径向热应力计算模型；其中，所述管板接口环向热应力计算模型如式(1)所示：S_环＝a+bD+cδ+dδ²+e|(t_管程‑t_壳程)|+ft_管程    (1)式中，S_环表示管板接口某处的环向热应力；D表示管板直径；δ表示管板厚度；t_管程表示管程温度；t_壳程表示壳程温度；a、b、c、d、e、f为系数，其中a代表常数系数，b代表管板直径影响系数，c、d分别代表板厚影响系数，e、f分别代表温度影响系数。