管壳式换热器的管板标准及规范

我国对管板计算方法的研究起步较晚，1977年首次在三部规范中作为附录列入中国的管板计算公式，此后经大量使用并不断完善，于1989年正式归入国家标准GB151《钢制管壳式换热器》中，1999年又对该标准进行了修改，已给出了U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器以及固定式换热器的常用结构形式的管板设计计算方法。

管壳式换热器结构复杂，不同结构形式的管板，受载荷情况、支承条件、边界约束条件等诸因素的影响，强度计算过程复杂，方法也不统一。大多数国家规范的管板强度计算公式一般是将管板简化为一块放在由换热管支撑的弹性基础上的轴对称圆形开孔平板，受均布载荷及管孔的均匀削弱。在此基础上，做了不同程度地简化和假设，基本的假设如下。

1.如果管板的直径远远超出管子的直径，且管子的数量较多，则管束的支撑作用可简化为均匀连续支撑管板的弹性基础，该弹性基础仅约束管板的扰度。

2.管孔对管板的整体刚度和强度均有削弱作用，该削弱作用的大小，由削弱系数来表征。

3.管板周边部分较窄的不布管区简化为与不布管区面积相等的圆环形实心板。

4.管板边缘的转角在连接部位处应协调一致。

5.当管板兼作法兰时，考虑法兰力矩对管板的作用。

6.考虑管子与壳程壳体的热膨胀差所引起的温度应力。各国规范虽然均认同以上假设，但由于管壳式换热器的形式多样，管板结构又相当复杂，具体某一假设，处理方式有所不同。如TEMA标准记性计算管板时，没有考虑管板无孔环区的影响，CODAP和BS5500只在固定管板的设计中，忽略了管板无孔环形区的影响，而ASMEⅧ第一分篇的设计，对每种类型的管板都考虑了此影响。又如管板因开孔而?强度削弱，而强度削弱程度不同的计算规范所采用的处理方式也有所不同。目前比较折中的方法是对管板进行分类，不同类型的管板及连接方式?用不同的处理方法。