1.项目背景
蒸汽发生器排污热交换器充分利用余热、完成热量转换的试验装置,求结构完整性有着至关重要的意义,而高温下轴向的热膨胀是导致结构失效的主要原因之一,因而计算器热膨胀量至关重要。
2.项目目的
利用ANSYS软件,建立蒸汽发生器排污换热器梁单元三维模型,对其在设计温度下的热膨胀量进行计算,为后续验证换热器装置的结构完整性提供依据。
3.理论计算
热膨胀量理论计算公式:
∆L=α∗∆T∗L
其中:α为热膨胀系数,△T为温差,L为管道计算长度
在本实例中,温差△T:管侧为310℃;壳侧为268℃
α:12e-6 mm/mm·℃;
L:管侧为1500mm;壳侧为800mm
计算得轴向热膨胀量:
∆L=310∗12e-6∗1500+268∗12e-6∗800=8.153mm
4.计算输入
热膨胀分析时,仅需要加温度载荷,同时将框架底部固定约束即可。
管侧温度:320℃;壳侧温度:288℃;支架温度:20℃
5.仿真结果
6.结论
对蒸汽发生器排污换热器进行了三维建模,分析其在热载荷下的热膨胀量。
换热器最大位移发生在管侧的外侧位置,最大矢量位移为15.7mm。同时可知:整个结构主要是发生了沿着轴向的位移,最大轴向位移也发生在管侧的外侧位置,最大轴向位移为14.4mm。
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