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管殼式換熱器的管板標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

我國(guó)對(duì)管板計(jì)算方法的研究起步較晚，1977年首次在三部規(guī)范中作為附錄列入中國(guó)的管板計(jì)算公式，此后經(jīng)大量使用并不斷完善，于1989年正式歸入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB151《鋼制管殼式換熱器》中，1999年又對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改，已給出了U形管式換熱器、浮頭式換熱器、填料函式換熱器以及固定式換熱器的常用結(jié)構(gòu)形式的管板設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

管殼式換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同結(jié)構(gòu)形式的管板，受載荷情況、支承條件、邊界約束條件等諸因素的影響，強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，方法也不統(tǒng)一。大多數(shù)國(guó)家規(guī)范的管板強(qiáng)度計(jì)算公式一般是將管板簡(jiǎn)化為一塊放在由換熱管支撐的彈性基礎(chǔ)上的軸對(duì)稱圓形開孔平板，受均布載荷及管孔的均勻削弱。在此基礎(chǔ)上，做了不同程度地簡(jiǎn)化和假設(shè)，基本的假設(shè)如下。

1.如果管板的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出管子的直徑，且管子的數(shù)量較多，則管束的支撐作用可簡(jiǎn)化為均勻連續(xù)支撐管板的彈性基礎(chǔ)，該彈性基礎(chǔ)僅約束管板的擾度。

2.管孔對(duì)管板的整體剛度和強(qiáng)度均有削弱作用，該削弱作用的大小，由削弱系數(shù)來(lái)表征。

3.管板周邊部分較窄的不布管區(qū)簡(jiǎn)化為與不布管區(qū)面積相等的圓環(huán)形實(shí)心板。

4.管板邊緣的轉(zhuǎn)角在連接部位處應(yīng)協(xié)調(diào)一致。

5.當(dāng)管板兼作法蘭時(shí)，考慮法蘭力矩對(duì)管板的作用。

6.考慮管子與殼程殼體的熱膨脹差所引起的溫度應(yīng)力。各國(guó)規(guī)范雖然均認(rèn)同以上假設(shè)，但由于管殼式換熱器的形式多樣，管板結(jié)構(gòu)又相當(dāng)復(fù)雜，具體某一假設(shè)，處理方式有所不同。如TEMA標(biāo)準(zhǔn)記性計(jì)算管板時(shí)，沒(méi)有考慮管板無(wú)孔環(huán)區(qū)的影響，CODAP和BS5500只在固定管板的設(shè)計(jì)中，忽略了管板無(wú)孔環(huán)形區(qū)的影響，而ASMEⅧ第一分篇的設(shè)計(jì)，對(duì)每種類型的管板都考慮了此影響。又如管板因開孔而?強(qiáng)度削弱，而強(qiáng)度削弱程度不同的計(jì)算規(guī)范所采用的處理方式也有所不同。目前比較折中的方法是對(duì)管板進(jìn)行分類，不同類型的管板及連接方式?用不同的處理方法。