非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究
管壳式换热器结构设计与强度计算中的重要问题
管壳式换热器结构设计与强度计算中的重要问题
管壳式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
其结构设计和强度计算是确保换热器正常运行和安全使用的关键问题。
以下是管壳式换热
器结构设计与强度计算中的几个重要问题。
1. 密封性问题：管壳式换热器在工作过程中需要承受高压和高温条件，因此密封性
是一个关键问题。
换热器的密封结构设计需要考虑管板与壳体、管束与壳体之间的密封方式，以及密封材料的选择和安装。
合理设计密封结构可以避免泄漏和氧化等问题，确保换
热器的安全运行。
2. 材料选择问题：管壳式换热器的材料选择与工作条件密切相关。
在设计过程中需
要考虑到介质的性质、温度、压力等因素，选择合适的材料以确保换热器的强度和耐腐蚀性。
常用的材料有不锈钢、碳钢、铜、镍合金等，不同材料的强度和耐腐蚀性有所不同，
需要根据具体情况进行选择。
3. 管束设计问题：管束是管壳式换热器的核心部件，其设计与强度计算是重点问题。
在设计过程中，需要确定管束的数量、布置方式、管子的直径和壁厚等参数。
强度计算需
要考虑到管子受压和受弯等力学性能，以及焊缝的强度和热应力等因素。
合理设计和计算
可以确保管束的结构强度，提高换热效率和使用寿命。
管壳式换热器结构设计与强度计算中的重要问题主要包括密封性问题、材料选择问题、管束设计问题、管板设计问题以及强度计算问题。
合理解决这些问题可以确保换热器的结
构强度和安全性，提高换热器的使用效果和使用寿命。
管壳式换热器设计问题探讨
管壳式换热器设计问题探讨摘要在人们的日常供暖的生活中，换热器的使用非常普遍。
利用换热器将一次网的热量传送到二次网上，最后在到达热用户。
换热器的效率以及换热效果对于热量的利用非常重要，其中管壳式换热器应用也较多。
本文旨在讨论管壳式换热器设计的几个要点问题，为其设计提供意见及经验。
关键词管壳式换热器；设计；问题引言换热器是一种进行热交换的通用设备，它的用途就是将热量传递，在各个领域的应用都相当广泛。
换热器基本可以分为以下几類：直触式、间壁式以及蓄热式。
间壁式换热器里又包含管壳式，目前覆盖约90%的市场。
管壳式换热器的优点是结构简单、牢固、操作弹性大。
因此在管壳是换热器的设计过程中，在满足其他要求的条件下，将传热效率最大化具有相当大的意义。
管壳式换热器作为目前是国内应用最为广泛的换热器，加强它的换热效率，在其设计的时候要特别注意一些问题[1]。
1 管壳式换热器设计的基本原理[2]1.1 热计算基本方程式（1）传热方程式这里Q代表的是计算热负荷，单位是瓦；k代表的是传热面的传热系数，单位是瓦/平方米乘以摄氏度；Df代表传热面积，单位是平方米；Δt表示两传热面温差，单位是摄氏度。
由此我们看出，对于传热面积的相关计算，要事先对换热器热负荷以及温差还有传热系数这些计算时用到的数值进行了解，以上这些就能够进行热计算。
（2）热平衡方程式其中M1/M2代表的意思是热冷流体质流量，单位是千克/秒；i1/i2代表的是热冷流体的数值，单位是焦/千克；1、2分别表示的是进出口。
热平衡方程式除了用于求热交换器的热负荷外，有时也在已知热负荷的情况下，来确定流体的流量。
1.2 平均温差流体在顺流与逆流的情况下，不同情况下的平均温差，在换热器内也不相同。
平均温差的计算方法有很多却各有不同，其中常用的有算术、对数以及积分平均温差等等，应根据具体计算情况而定。
1.3 传热有效度传热有效度是指该换热的可能最大传热量与在实际情况中的传热量的比值，一般用ε来表示，即ε = Q/QMAX因为实际传热量总是小于最大传热量，所以ε的值小于1，传热有效度可以用来应用在效能-单元数法中计算传热量。
非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题
非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题张守伟;于鸿洲【摘要】本文针对非对称管壳式换热器结构及改进中的问题展开研究,为扩大其应用范围和优化性能提供参考.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】2页(P93,95)【关键词】非对称;管壳式换热器;结构【作者】张守伟;于鸿洲【作者单位】山东旭洋机械集团股份有限公司,临沂 276000;山东旭洋机械集团股份有限公司,临沂 276000【正文语种】中文现阶段，固定管壳式换热器和非对称管壳式换热器的研究现状决定，针对非对称管壳式换热器结构进行分析和改进，建立在固定管壳式换热器基础上。
具体的，在对其管板内径、管板厚度、法兰外径、法兰螺栓圈直径和个数、垫片内外径、壳体厚度、换热管尺寸以及各结构材料、换热器设计中参考的压力和温度、操作中适用的压力和温度准确掌握的基础上，需建立温度场有限元模型和结构有限元模型。
换热器结构的温度分布受管程、壳程内流体的流动和传热的直接影响，但换热器壳程中存在的换热管束等结构形状并不规则，使流体的传热过程和流动形式变得更加复杂。
所以，通过有限差分析法对其相关数值进行模拟，具有可行性[1]。
在具体设计过程中，要有意识地结合换热器的实际运行状态，对其所处的温度场边界进行模拟，以此保证模拟结果的可信度。
通过温度场有限元模型和结构有限元模型两个三维有限元结构分析发现，在非对称管壳式换热器整体结构中，由于壳体和管板连接结构在换热器工作中几何变化幅度大而膨胀节位置厚度较小，在此类换热器下半截沟不存在换热管的情况下，应力相对较大；而在管板结构中，管板中心区域的应力最小，而随着测量位置与中心区域距离的不断扩大，应力也会随之减少。
换言之，在管板的上边缘和右下角的应力最大，在管板布管应力相对较大的位置，换热管的拉脱力也相对较大；反之，亦然[2]。
另外，通过应力校核线布置和第三轻度理论校核强度可以发现，强度校核是不通过的。
浅析管壳式换热器结构优化设计
浅析管壳式换热器结构优化设计摘要作为一种应用宽广、普及面大的压力容器，以及作为工业换热设备里面的一个最为基础的构建，管壳式换热器在工业中极为常见。
谈及管壳式换热器结构优化，其涉及问题较多，而其最基本的问题是多参数的耦合。
本文在以上认识基础上，对管壳式换热器的传热和压降模型进行分析，进一步分析出管壳式换热器设计的最优化结果，以此找到管壳式换热器的结构设计上最优化的方案，这个方案对管壳式换热器的体积、换热过程、降压损失等都进行了全面的考虑。
关键词管壳式换热器；优化；换热；设计；模型1管壳式换热器结构及原理管壳式换热器，其英文为shell and tube heat exchanger，也称为列管式换热器。
其工作原理是在一个封闭的、管壳形状的空间里面传热，其设计结构较为简洁，并且操作简单方便，一般使用金属材料进行制造，能够在高温、高压的环境下使用，并且应用面广泛，普及面较大。
管壳式换热器的组成主要是壳体、传热管束、管板、挡板、管箱等部件。
一般而言，壳体即外形主要是圆筒形，在圆筒形内部设计有固定在管板上面的管束，而冷热两种流体就分别在管束内和管束外流动，在管内流动的按照惯例称为管程流体，在管束外流动的按照惯例称为壳外流体，其意思是在管壳一面流动。
一般而言，管壳式换热器的壳外流体传热分系数要想提高，就会增加管壳里面的挡板数量，数量家多的挡板能够有效加速壳层流体的速度，相应增加了流体的湍流程度。
在管壳式换热器内部，管束每经过一次流体惯例称为一个管程，外壳每经过一次流体惯例称为一个壳程，而在管箱内增加隔板，会让流体在管束里面进行多次往返，惯例成为称为多管程；在壳体内设计增加挡板，也会让流体在壳体空间中进行多次往返，惯例称为多壳程。
根据需要，可以对多管程和多壳程搭配使用，提高使用效率，达到需要的效果。
2管壳式换热器结构优化设计原理与方法研究2.1Colburn Donohue 法管壳式换热器较为复杂的部分主要集中在其壳侧部分，在壳侧部分的传热、流动，其原理、过程都相对复杂，因此对管壳式换热器的壳侧的传热、降压计算尤其需要投入更大的关注。
管壳式换热器故障分析及维修处理
管壳式换热器故障分析及维修处理发布时间：2023-02-21T04:59:57.673Z 来源：《福光技术》2023年2期作者：谢世川[导读] 固定管板式换热器采取的方式是焊接方式，其两端的管板和壳体相连接，壳体内部具有多并紧密的排管，其总体构造比较简单。
该换热器的壳测流动中具有折流板，管程为偶数倍且旁路小，此换热器内部的每个管子都可进行清洗，且总造价是较低的。
四川中蓝国塑新材料科技有限公司四川省泸州市 646300摘要：对于管壳式的换热器来说，其优势主要表现在结构紧凑和材料选择广泛等方面，可以说是在化工生产当中比较重要的一种换热设备。
就管壳式的换热器来说，其主要功能是将不同介质进行换热，将不同温位能量合理的利用，既满足工艺要求，又达到节约能耗的作用。
然而，由于介质的多样性，其物料杂质也是五花八门，腐蚀原因复杂多变，多种腐蚀机理共同作用，导致其腐蚀破坏，结垢导致换热效率低下，故障频发，检修频繁，都会影响其经济性。
因此，想要确保装置的顺利工作，运行经济高效，确保装置的长、满、优运行，那么处理好管壳式换热器出现的腐蚀和积垢问题，对材质进行合理升级，就是十分值得加强研究的。
关键词：管壳式换热器；故障分析；维修处理一、管壳式换热器的形式和构造1.1固定管板式换热器固定管板式换热器采取的方式是焊接方式，其两端的管板和壳体相连接，壳体内部具有多并紧密的排管，其总体构造比较简单。
该换热器的壳测流动中具有折流板，管程为偶数倍且旁路小，此换热器内部的每个管子都可进行清洗，且总造价是较低的。
1.2 U型管式换热器U型管换热器是将管子弯成U型，并且具有一个管板的换热器。
该换热器中管子两头是固定于同一管板。
其壳体和管子是不在一起的，管束之间不会产生热应力，热补偿性能很好，管程是比较长的双管程。
U型管换热器可以承受外界较大的压力，在工作过程中具有很快的流速和良好的传热性能，其使用范围基本是在高温高压条件下的。
1.3浮头式换热器浮头式换热器与固定管板式换热器有一定的区别，其管板并不是两端固定的，而是一端于管壳固定，另一端是可自由移的浮头。
关于管壳式换热器结构设计相关问题的思考
关于管壳式换热器结构设计相关问题的思考随着社会经济的快速发展，工业现代化进程日益加快，人们越来越重视能源的利用效率和消耗，其中管壳式换热器不仅能够有效的提高能源的利用效率，还能够对石油、化工等行业起到节能减排的作用。
本文主要讲述了管壳式换热器的应用，管壳式换热器的结构设计所需要注意的几个问题，以及未来的发展趋势。
标签：管壳式换热器；问题；发展1、管壳式换热器的应用目前，我国的管壳式换热器应用非常广泛，在人们日常生活和工作中随处可见，比如暖气散热片、航天火箭上的油冷却器等。
其主要功能就是保障特定的温度，并且还能够有效的提高设备对能源的利用效率。
管壳式换热器不仅是工业生产中十分重要单元设备，比如冷却器以及凝汽器等，同时也是设备的重要组成部分，比如氨合成塔内的换热器，根据相关统计，交换器的吨位要占据整个工艺设备的20%到30%之间。
随着高温热管技术的快速发展，高温热管换热器的应用范围越来越广，目前常见的应用领域包括工业、民用以及国防等领域。
在轻工业生产过程中，往往会需要500℃以上的清洁空气来满足助燃、干燥以及供氧等需要，选用管壳式换热器能够有效的达到这个要求。
随着管壳式换热器技术的快速发展，必然会带来诸多结构变化。
壳程折流结构的进一步发展，强化传热元件管内流动状态会随之发生变化，为了能够满足这些变化，必须要不断的研究其结构，才能够从根本上解决管内与管间整体强化传热的效果。
根据工业应用的结果可以证明，多种强化传热元件的研究成果是前提条件，必须要结合当时的实际情况和操作条件，组合成高质量、高效率的新型管壳式换热器。
2、管壳式换热器结构设计时要注意的问题2.1 管壳式换热器的介质因素。
首先，管壳式换热器在进行结构设计时，必须要考虑管壳式换热器介质的流向，同时还要保障介质的高粘度，进而得到较高的传热系数。
其次，如果腐蚀介质、高温介质以及高压气体走管程的时候，管程材质可选择不锈钢以及合金钢材料。
最后，如果介质比较容易产生污垢，必须要提高管内的流速，减少污垢，方便于清理。
浅析管壳式换热器设计、制造中几个常见问题
简 要的 探讨 。
一
、
一
设 计 标 准 的 选 用
些 换 热器 的设 计人 员对 设计 、制 造标 准 不熟 悉 ，对 新 老标 准 的
替换不 了解 ，使 得 在换 热器 设计 时对 标准 选用 不正 确 。例如 ：高压管 壳 式换 热器 用换 热管 应选 用 Ｇ Ｂ ６ ４ ７ ９ — ２ ０ ０ ０ 标 准 ， 而 不 选 用 ＧＢ ９ ９ ４ ８ — ２ ０ ０ ６ 标 准 。当设 备水 压 试验 压 力大 于 ２ ０ ＭＰ ａ 时 ，技术 要求 中应提 出 “ 换 热管应 能承受 设备 水压试 验压力值 的压 力” ，以免换 热管 按照 Ｇ Ｂ ６ ４ ７ ９ — ２ ０ ０ ０ 标 准 采 购时 ，因无特 殊 说 明 ，使 得 采 购 的换 热 管
代 ，换热 器 的强 度 计算 ，施工 图 的绘 制均 实现 了 电脑化 ，且产 品的生 产 制造 实现 了机 械化 ，从 而使 得设 计 、制 造人 员忽 视 了操 作 过程 中 的 些 问题 ，本文 针对 管壳 式换 热器 设 计 ，制造 中的 几个 常见 问题 进行
一
设 备用 钢级 别 的提 高 ，其 对应 力腐 蚀开 裂 的敏感 度就越 高 ，此 时若将
性 来说 ，则 需要 增 加钢 中的含 碳 量 。因此 ，这类 “ 以优 代 劣 ”需要特 别注意 设备 的设计温度 ，必要 时需重新 计算 。 综 上所 述 ，材料 代用所 带 来的 利弊 问题是 比较 复杂 的 ，在进 行 代 符 合该 标 准 （ 最 大试 验压 力位 ２ ０ ＭＰ ａ ） 而实 际却不 能满 足 设备 水压 试 用 时 ，必 须 取得 原 设计 单位 的 许可文 件 ，并 对 改动 部位 作 详 细记 载 ， 验 要 求 的 问 题 产 生 。 同 时在 设 备 法 兰 标 准 选 用 上 ，仍 选 用 同时 ，由原 设计 单位 对材 料 代用 的可行 性和 影 响进行 综合 考虑 ，之 后 Ｊ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ０ ０ — ２ ０ ０ ０ ，而 不 选 用最 新 的 标 准 Ｎ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ０ ２ ０ — ２ ０ １ ２ ， 按 照 方 可 决定 其 代用 是 否可 行 ，并对 可 实施 材料 代 用 的设 备 的焊 接工 艺 、 检 测方 法 等作相 应 的调 整 ，尽 可能 的消 除和 减 少 由材 料代 用所 产生 的 Ｊ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ０ ０ — ２ ０ ０ ０ ，材 料 Ｑ ２ ３ ５ Ａ和 １ ５ Ｍｎ Ｖ Ｒ仍 可 以用于 制作 设备 法兰 ， 而在 新标 准 Ｎ Ｂ ／ Ｔ ４ ７ ０ ２ ０ — ２ ０ １ ２中已经取 消 了这 两种 材 料用 于制 作设 备 不 利影 响。 法 兰。正 是因 为设 计人 员 的这种 对新 老标 准 替换 的不 了解 ，造 成制造 三 、管板 与换 热管 的连接形式 换 热管 构成 换热器 的传热 面 ，换热 管的规 格和 形状 对 传热 有很 大 厂家不 必要 的损失 。 的影 响 。根 据操 作 温度 、压 力 、介 质 等因素 ，选 用不 同规 格和 形状 的 二 、 材 料 的 代 用 尽管 《 固 定式 压力 容器 安全 技术 监督 规程》 和 《 压力容 器》 对材 料代 用做 出了 相关 规定 ，但 是在 换热 器 的设 计 、制 造 中常 常会 因为材 料采 购 困难等 因素 而 出现材 料代 用 的现 象 ，而 在实 际操 作 中 由材料代 用所 引发 的一些 问题却容 易被人 们忽视 。
管壳式换热器出现的问题及解决措施
－
ｌ ｊ ｌ 王 ＿ 强’ ｌ 贾文 静 ≯ ≯ ≥ （ 南车玉 柴； 四 川 发动 机股份 有 限公 司 。 ， 四 川 资阳 ６ ４ １ ３ ０
摘要 ：阐述了各种管壳 式换 热器所共 有的热补偿 、振动及蚀损 问题 ，并介 绍 了防止 、减小或补救等解决措施 。 关键词 ：管壳式 ；换热器 ；问题 ；解 决措 施
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｋ ４ ０ ３ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ０—６ ４ ９ ４（ ２ ０ １ ４） 叭 一 ０ ０ １ ４—０ ５
Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ａ ｎｄ Ｔｕ ｂ ｅ Ｈｅ ａ ｔ Ｅｘ ｃ ｈａ ｎｇ ｅ ｒ ’ Ｓ Ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｕ ｂ ｅ ； Ｈｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ ；Ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ；Ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ
０ 前 言
许 多 年 来 ，我 公 司 的 发 动 机 在 机 车 、船 舶 、
ＷＡ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｊ Ｉ Ａ Ｗｅ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ
（ Ｙ Ｃ Ｓ Ｒ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ６ ４ １ ３ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｘ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｈ ａ ｋ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ｕ ｔ ｅ ｒ ｙ ｏ ｆ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｙ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｕ ｂ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ， ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｍｅ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ．
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非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究
摘要：换热器主要是用于热交换的通用设备。
在这里主要针对非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究进行具体的分析。
对于管板上管束非对称布置的换热器，无法采用通用的计算方法进行强度校核，只能采用数值求解的方法进行计算。
本文即对这种带有异型管板的管壳式换热器，采用有限元数值求解的方法，进行了结构应力分析和设计改进方面的研究，另外，还对相关的强度计算公式进行了理论推导。
介绍了结构温度场有限元分析的基本理论，合理地建立了固定管板式换热器温度场分析有限元模型，计算得到温度场，总结其分布规律，发现结构的各部分之间存在着较大的温差，可能产生较高的温差应力，同时还将该结果同其它边界条件下的计算结果进行了比较。
关键词：非对称管壳式换热器结构分析改进问题研究
换热器广泛应用于我国工农业的各个领域中，在化工装置、炼油装置中，换热器的投资占到设备总投资的40%左右。
管壳式换热器的结构坚固，适应性大，可靠性高，稳定性强，而且其材料的适应范围较广，正是由于这些优点的存在，进一步推进了管壳式换热器的推广与应用。
一、非对称管壳式换热器结构设计
非对称管壳式换热器的结构形式是多种多样，如浮头式、固定管板式、釜式等等，在这些多样化的结构形式中，以管壳式换热器的应用最为广泛，这是因为应结构形式通过对管板与壳体的直接焊接，不仅简单，而且紧凑，同时，有利于管子之间的相互支撑，强化整体的可靠性。
其壳层介质不易结垢，有时虽然也会存在一些结垢，但是其主要应用于化学清洗的场合，以下针对非对称管壳式换热器结构设计进行具体的分析：
1.基本结构
通常情况下，一套完整的换热器由很多部件构成，如管板、壳体、法兰、换热管束、前端管箱、后端结构等，下面我们以典型的非对称管壳式换热器结构示意图进行具体的分析：结构中，管板是其中不可缺少的一个重要元件，承受着来自于壳程压力、管程压力以及温度载荷的所引起的热膨胀，同时，换热管束、壳体、管箱也与管板相互连接，并由管板承受着来源于三部件的载荷。
因此，对于整个结构设计，管板不仅决定联结构设计的强度是否符合设计要求，而且对制造成本的控制、金属材料的节约以及换热器的安全运行都有着密切的关系。
在设计中，大部分的管板都是采用的圆形平板设计，并且在板上设计着诸多管孔，每一个管孔与换热管固定连接。
另外，关于材料方面的设计，通常采用普通钢板、低炭钢、或者是锻造管板来制造，避免换热介质的腐蚀，若是管板较厚，则可以采用复合管板，也有时为了适应高温高压下的机械应力增加以及热应力增加，选用薄管板，如碟形管板、
椭圆管板等。
同时，要求管板与管子处重要构件的连接，具体的连接形式有三种，即焊接、胀接、胀焊，从而保证其良好的坚固强度与密封性能。
2.管板强度计算
在实际使用换热器中，经常会遇到法兰与管板部分发生泄漏。
为此，对于管板的应力计算就显得尤为重要，这就涉及到一个关于管板强度计算的问题，根据上面的基本力学议程，结合弹性空间问题，建立起一套可以承受横向荷载的有效的板弯曲近似理论，从而推导出挠度弯曲理论。
在实际的处理时，由于不同的方法其差异性较大，为此可以通过对弹性模量与松泊比的值来分析，从而获得更为准确的强度值。
某固定管板的管壳式换热器，其管板上的管束非轴对称布置，不能用规范中的计算公式进行强度校核。
同时，由于仅壳程的上半部有换热管束，高温物料流入壳程后，引起管板和壳体之间较大的温度差，进而会产生温差应力，规范中的公式也无法计算。
同时，考虑到结构的形状和受力都较复杂，而规范中的计算公式对这些因素进行了简化处理，在这种情况下，采用有限元数值计算是较好的办法。
二、非对称管壳式换热器结构改进
为了更好地提升非对称管壳式换热器的工作性能，需要对结构设计进行进一步的改进处理，根据以上分析我们知道，换热器结构中管板作为其中不可缺少的一个重要元件，一方面，承受着来自于壳程压力、管程压力以及温度载荷的所引起的热膨胀，另一方面还承受着来源于换热管束、壳体、管箱也与管板相互连接所产生的载荷。
因此，在结构改进设计时，需要从以下几点入手：
首先要根据设计准则，准确计算出管板中的弹性应力，采用结构力学中的“力法”强化管板强度分析，将各个部件之间的基本未知量列出来，给出每个部件之间内力素关系式，充分考虑其变形协调条件，组成一个变形协调方程组，进行就可以准确地得到管板内的应力，同时，根据计算结果，优化材料方面的设计，如经常所用到的普通钢板、低炭钢、或者是锻造管板来制造，在实际选择时，一定要根据相关要求，选择最为合理的材料，避免换热介质的腐蚀，并且满足机械应力增加以及热应力增加的需求，保证其良好的坚固强度与稳定性能。
其次是有限元件分析，由于管板与壳体相连接，所以必须要进行管板强度计算，将所有的元件作为一个整体，进行具体的分析，计算出垫片力与螺栓力，避免法兰与管板部分发生泄漏，使得管板的应力计算更为精确，优化管板强度计算，并且以弹性力学的经典理论为参照，计算出开孔区的当量压力。
另外，对于折流板间距的控制，要求其间距小，使得通道面积减小，从而加快流速，强化换热效果，提高传热效果；要根据设计要求，增加管程数，提高对管程介质的换热，确定合理的壳体分程，确保档管或档板等防短路结构的科学设置，针对不同介质及换热工况，还可采用特殊换热管，采用合适的导流形式避免死角，提高换热效果，优化使壳体介质的流动效果。
此外，要通过对正常工作情况下的所有载荷的分析，确定合理的结构应力，
综合比较各项内部的有限元件，应用结构内力计算方法，结合科学的强度校核方式，改进换热器的设计，提高设备的稳定性，满足生产工艺的要求和强度要求。
通过以上改进措施，优化整个非对称管壳式换热器结构设计，使结构设计的强度符合设计要求，而且可以加强制造成本的控制，确保金属材料的节约，换热器的安全运行。
三、总结
总而言之，非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究，根据蒸汽参数，进行热平衡计算，计算制水量、造水比、设定顶温和末效凝结温度，合理设定效数和预设换热系数，同时，根据热平衡计算，设计结构，并预定所有结构参数，与此同时，还要通过热力计算，准确分析换热器的结构应力，修改并确定所有计算参数和结构参数，使其成功应于工程实际中，以便取得良好的经济效益。
参考文献
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