重疊換熱器的筒體及鞍座強度校核問題
(介紹一些參考資料)
GB151-1999第5.20.3條c)款規(guī)定:重疊式換熱器支座除按JB/T4712選用外,必要時應(yīng)對支座和殼體進行校核。但標準沒有給出計算方法。
新的換熱器標準GB/T151-2014在“6.16支座”小節(jié)中調(diào)整了上述表述。6.16.1.1條c)款針對鞍座支撐的臥式換熱器一般性地規(guī)定“必要時應(yīng)對支座和殼體的強度和穩(wěn)定性進行校核;”并在6.16.1.2表示“鞍式支座可按JB/T4712.1選用”。
對于重疊式換熱器的強度計算,時間較早、內(nèi)容較為全面的國內(nèi)文獻報道見于“王榮貴,黃耕.重疊式臥式容器的強度計算.石油化工設(shè)備技術(shù).1985,(1)”(下稱文獻[1])。
另有“范宏達.管殼式換熱器重疊安裝強度計算.石油化工設(shè)備.1999,28”(下稱文獻[2]),在前人工作的基礎(chǔ)上“提出了一種新的上部容器載荷分布的力學模型”,進行了分析。
鞍座支承的臥式換熱器(圖1)可以簡化為受均布載荷的外伸簡支梁,需要校核的應(yīng)力包括:由軸向彎矩、豎向剪力產(chǎn)生的軸向應(yīng)力(即σ1~4的一部分)、切應(yīng)力τ,及由τ引起的周向壓縮力(周向薄膜應(yīng)力)。徑向截面上,還有由τ引起的周向彎矩產(chǎn)生的周向彎曲應(yīng)力。上述各應(yīng)力的詳盡推導,可參見L.E.勃朗奈爾的《化工容器設(shè)計》的第11章。

圖1
重疊式換熱器可視為在前述簡支梁的基礎(chǔ)上,再加兩個由上部換熱器傳遞到下部換熱器筒體上的“集中載荷”,如下圖所示。但通過分析可發(fā)現(xiàn),圖2中各個截面上的軸向彎矩、剪力與圖1是相等的。軸向應(yīng)力、切應(yīng)力、周向薄膜應(yīng)力,圖2和圖1也是沒有區(qū)別的。但周向彎曲應(yīng)力,與上部傳導過來的集中載荷有關(guān)。具體分析見文獻[1]和文獻[2]。

圖2
對于工程設(shè)計,還要靠標準,NB/T47042.2-2014《臥式容器》附錄B給出了“附加載荷作用時對稱雙鞍座臥式容器強度及穩(wěn)定性校核計算”,模型如下圖所示,SW6也有相關(guān)計算模塊。若圖3中的a為0,即附加載荷作用于鞍座截面,并令附加載荷為上部容器總質(zhì)量的一半,那就可以用于重疊式換熱器筒體及鞍座的校核了。
給出一篇參考文獻供參考,秦叔經(jīng).結(jié)構(gòu)和載荷相對于跨中截面非對稱雙鞍座臥式容器壁中的應(yīng)力計算.化工設(shè)備與管道.2000,37

圖3
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