板式換熱器是一種傳熱效率高、占地面積小、安裝使用方便、重量輕、污垢系數低以及結構緊湊的換熱設備。但是可拆卸式板式換熱器,由于其本身結構的局限性,操作壓力不超過2. 5MPa,操作溫度不超過250℃,還存在流體與密封墊片的相容性問題[1]。因此,為了提高板式換熱器的操作溫度和壓力,擴大其使用范圍,國內外陸續開發、制造了多種焊接式板式換熱器,有全焊式和半焊式兩大類。這些焊接板式換熱器已經越來越多地用于化工、石油、動力、冶金等領域的加熱、冷卻、冷凝、蒸發和熱回收等過程。采用焊接后,板式換熱器能承受的壓力和溫度大大增加,密封性能良好。
眾所周知鋼板越薄,傳熱效果就越好,但是鋼板太薄會給加工制造帶來很大的困難,尤其是在焊接時。薄板的對接焊縫易燒穿無法成型。在焊接板式換熱器當中就存在這樣的問題,在焊接板式換熱器中由于管側端板為20mm厚的0Cr18Ni9的鋼板,而換熱器板片的板厚僅為0. 4~1. 0mm,因此管側端板母材焊接加熱溫度達到熔化點時,傳熱板片已熔化掉了一大片,根本無法進行焊接。如果將傳熱板片加厚(改為1. 2mm以上),則不存在上述困難,但是為了獲得良好的傳熱效果,一般不改變板厚,而是在管側端板和板束之間加焊了一層3~4mm、按板束翼端連接處實際形狀制造的連接板來解決上述問題[2]。因連接板要與板束、管側端板等結構焊接,故連接板處的受力分析較復雜。為此,采用ANSYS軟件進行分析和結構優化是必要的。
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