管壳式换热器中管板强度设计

管板是管壳式换热器重要的受力元件之一，管板的设计合理与否直接关系到换热器的制造成本的高低及综合性能的优劣。管板的强度计算作为管板设计的关键一环，一直是许多国家相关部门的研究重点，管板强度的计算方法也在不断地发展和完善。

1975年以来，美国的ASME VIII-I尝试给出适合各种管板类型的设计规范，在1983年板中给出U形管式换热器的简支和整体结构的管板计算方法，在1992年版中又加入了固定式换热器管板计算方法。法国压力容器规范CODAP于1986年出版的非规定附录里，给出了包括U形管式、浮头式、固定式换热器的管板计算方法。

多年来，主要工业国家都已有自己的管板设计计算公式或规定，如英国的BS 5500标准、美国的TEMA、日本工业标准JIS、捷克压力容器计算准则、管板计算公式及TEMA修正计算公式、前苏联的锅炉监察手册及联邦德国的AD规范等。

随着欧洲统一市场的建立和欧元的?**用，为促进承压设备在欧盟成员国内的自由贸易，2016年3月欧盟成员国正式表决通过了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日颁布了该标准第一版，并且要求，所有与此相抵触的欧盟成员国同类国家标准迟于2016年11月废弃。

EN13445适用于设计压力大于0.05MPa、材料为铁素体或奥氏体钢的非直接接触火焰压力容器，设计温度低于以钢材蠕变控制其许用应力强度的相应温度，但不适用于如移动式压力容器、失效后导致辐射影响的核设施上的压力容器、能产生110度以上过热水蒸汽的压力容器等承压设备。

对于管板的设计、EN13445中提出了两种方法，一种是传统方法，考虑内外压、几何尺寸等因素严格计算各种载荷状态引起的管板应力，并严格校核；另一种是极限分析方法，通过管板的极限分析，确定许用应力载荷。