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压力容器分析设计技术博客

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MTO再生器带外取热器斜接管的结构设计和强度校核  

2012-09-01 12:23:52|  分类: 企业实例 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       某25万吨/年丁辛醇项目中,MTO再生器R-2002是关键设备。该设备管口B27下面挂着一台重约15吨的换热器。设计条件如下:

MTO再生器带外取热器斜接管的结构设计和强度校核 - Kenny Shen - Kenny Shen的博客

         设计中发现,此管口的强度计算始终无法通过,即使增加相应接管和筒体的厚度也几乎没有效果。采用ANSYS Workbench建立有限元模型,对该结构进行了详细的应力分析和变形趋势分析,结果发现:引起应力超标的原因是该斜接管上半部分的面积大于下半部分的面积,在相同的内压下,斜接管处于一种往上仰起的趋势。进一步分析发现,换热器处在操作载荷时比其处于空载时,情况更好,应力集中显著改善。这一貌似违反常理的现象正好印证了之前的结论,换热器的操作重量部分的抵消了斜接管上仰的趋势,应力集中减小了。根据这一分析结果,在底部增设了两块筋板(横截面20X300mm),作用是抑制斜接管的上仰趋势,进而避免了接管和筒体连接处应力过大。为了保证该设备安全,分别采用了弹性应力分析和弹塑性应力分析进行评定。

弹性应力分析的应力强度云图如下:

MTO再生器带外取热器斜接管的结构设计和强度校核 - Kenny Shen - Kenny Shen的博客

 

弹塑性分析的应力云图和材料的真实应力应变曲线如下:

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