CN106441640A - 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法 - Google Patents

大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106441640A
CN106441640A CN201610823611.5A CN201610823611A CN106441640A CN 106441640 A CN106441640 A CN 106441640A CN 201610823611 A CN201610823611 A CN 201610823611A CN 106441640 A CN106441640 A CN 106441640A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
intermediate heat
stress analysis
rigidity
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610823611.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106441640B (zh
Inventor
李洪杰
刘勋泽
傅松
彭立国
刘海清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Chengda Engineering Co Ltd
Original Assignee
China Chengda Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Chengda Engineering Co Ltd filed Critical China Chengda Engineering Co Ltd
Priority to CN201610823611.5A priority Critical patent/CN106441640B/zh
Publication of CN106441640A publication Critical patent/CN106441640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106441640B publication Critical patent/CN106441640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general

Abstract

本发明公开了一种大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，所述中间换热器通过支座设置在支撑梁上，所述支座为可滑动结构，所述中间换热器通过滑动支座可相对于支撑梁产生一定位移，将支撑梁模拟成两端铰接的简支梁，计算出梁的刚度，其中梁的刚度计算公式为：k=48EI/l3，E是弹性模量,I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，l是梁长度，最后，将计算出的梁的刚度带入到管道应力分析模型中。本发明通过对设备支座形式的改进，使中间换热器能够按设计需要移动，在一定范围内释放边界条件约束，进而增加管道的柔性，降低管道应力及管口荷载，同时将设备支撑梁的刚度因素考虑到应力分析中，更真实的模拟边界条件，使结果更加准确，避免因边界条件取值保守造成浪费。

Description

大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法
技术领域
本发明属于化工领域，特别涉及一种大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法。
背景技术
目前国内规模较大的甲醇装置合成工序仍然采用国外的工艺包，中间换热器则是甲醇装置合成工序中的核心设备之一。与该设备相连的管道的应力分析尤为重要，不仅要使管道满足应力要求，还要保证中间换热器的各管口的荷载在许用的范围内。以前国内外设计的甲醇装置在对这部分管道进行应力分析时，均采取的是增加弯头和改变管道走向来增加管道柔性的方法。这种方法虽然能满足要求，但也存在以下问题：
1、管道走向复杂，占用较大空间。
2、材料增多，增加成本。
3、安装难度大，检修空间狭小，检修困难。
在甲醇装置大型化的趋势下，以上问题的存在，使得与中间换热器相连管道的应力分析遇到了瓶颈。因此，研究一套独特的、安全的、稳定可靠的管道应力分析方法，是大型甲醇装置中管道应力分析工作方面的核心内容。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够使设备和管道布置简洁，节省管道材料，且能有效的解决管道应力和管口荷载问题，在安全可靠的前提下降低工程成本的大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法。
本发明的技术方案是这样实现的：大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，所述中间换热器通过支座设置在支撑梁上，其特征在于：所述支座为可滑动结构，所述中间换热器通过滑动支座可相对于支撑梁产生一定位移，将支撑梁模拟成两端铰接的简支梁，计算出梁的刚度，其中梁的刚度计算公式为：k=48EI/l3，E是弹性模量, I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，l是梁长度，最后，将计算出的梁的刚度带入到管道应力分析模型中。
本发明所述的大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，其所述滑动支座包括硬质隔热块以及设置在硬质隔热块上下端面的上碳钢板和下碳钢板，在所述下碳钢板下方设置有不锈钢板，在所述不锈钢板下方设置有聚四氟乙烯滑块，所述聚四氟乙烯滑块通过底部碳钢板设置在支撑梁上。
本发明通过对设备支座形式的改进，使中间换热器能够按设计需要移动，在一定范围内释放边界条件约束，进而增加管道的柔性，降低管道应力及管口荷载，同时将设备支撑梁的刚度因素考虑到应力分析中，更真实的模拟边界条件，使结果更加准确，避免因边界条件取值保守造成浪费。
附图说明
图1是本发明中滑动支座的使用示意图。
图2是本发明中滑动支座的结构示意图。
图3是本发明中支撑梁的示意图。
图4是本发明中支撑梁的简化示意图。
图中标记：1为支撑梁，2为滑动支座，3为硬质隔热块，4为上碳钢板，5为下碳钢板，6为不锈钢板，7为聚四氟乙烯滑块，8为底部碳钢板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示，大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，所述中间换热器通过支座设置在支撑梁1上，所述支座为可滑动结构，所述中间换热器通过滑动支座2可相对于支撑梁1产生一定位移，所述滑动支座2包括硬质隔热块3以及设置在硬质隔热块3上下端面的上碳钢板4和下碳钢板5，在所述下碳钢板5下方设置有不锈钢板6，在所述不锈钢板6下方设置有聚四氟乙烯滑块7，所述聚四氟乙烯滑块7通过底部碳钢板8设置在支撑梁1上，通过聚四氟乙烯滑块的设置，降低摩擦系数至0.06，使设备能够按设计要求滑动，在一定范围内释放边界条件约束，进而增加管道的柔性，而设备的位移能有效吸收管道热位移，降低管道应力及管口荷载。
如图3和4所示，设备支持梁在应力分析中通常默认为刚性支撑，在该管道的应力分析中，考虑了设备支撑梁的刚度，根据梁的结构力学原理，将支撑梁1模拟成两端铰接的简支梁，计算出梁的刚度，其中梁的刚度计算公式为：k=48EI/l3，E是弹性模量, I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，l是梁长度，最后，将计算出的梁的刚度带入到管道应力分析模型中。将设备支撑梁的刚度因素考虑到应力分析中，更真实的模拟边界条件，使应力分析结果更加准确，避免因边界条件取值保守造成浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1. 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，所述中间换热器通过支座设置在支撑梁（1）上，其特征在于：所述支座为可滑动结构，所述中间换热器通过滑动支座（2）可相对于支撑梁（1）产生一定位移，将支撑梁（1）模拟成两端铰接的简支梁，计算出梁的刚度，其中梁的刚度计算公式为：k=48EI/l3，E是弹性模量, I是材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩，l是梁长度，最后，将计算出的梁的刚度带入到管道应力分析模型中。
2.根据权利要求1所述的大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法，其特征在于：所述滑动支座（2）包括硬质隔热块（3）以及设置在硬质隔热块（3）上下端面的上碳钢板（4）和下碳钢板（5），在所述下碳钢板（5）下方设置有不锈钢板（6），在所述不锈钢板（6）下方设置有聚四氟乙烯滑块（7），所述聚四氟乙烯滑块（7）通过底部碳钢板（8）设置在支撑梁（1）上。
CN201610823611.5A 2016-09-14 2016-09-14 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法 Active CN106441640B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610823611.5A CN106441640B (zh) 2016-09-14 2016-09-14 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610823611.5A CN106441640B (zh) 2016-09-14 2016-09-14 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106441640A true CN106441640A (zh) 2017-02-22
CN106441640B CN106441640B (zh) 2021-05-04

Family

ID=58168188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610823611.5A Active CN106441640B (zh) 2016-09-14 2016-09-14 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106441640B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106940945A (zh) * 2017-03-17 2017-07-11 安徽工程大学 温度应力试验装置
CN108962406A (zh) * 2018-08-01 2018-12-07 中广核研究院有限公司 用于反应堆容器的单向滑动支承装置
CN108962406B (zh) * 2018-08-01 2024-05-10 中广核研究院有限公司 用于反应堆容器的单向滑动支承装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006058177A2 (en) * 2004-11-23 2006-06-01 Vassallo Research & Development Corporation Reinforced fitting and pipe
CN201507763U (zh) * 2009-10-23 2010-06-16 山东齐鲁石化工程有限公司 卧式设备滚动支撑结构
CN102322100A (zh) * 2011-07-05 2012-01-18 上海建筑设计研究院有限公司 一种减振隔震支座
CN202972193U (zh) * 2012-12-20 2013-06-05 中国机械工业建设集团有限公司 无应力柔性管道安装结构
CN104457384A (zh) * 2014-12-29 2015-03-25 昆山市三维换热器有限公司 换热器支座及换热器组件
CN104990654A (zh) * 2015-07-06 2015-10-21 长安大学 大管径集中供热管道应力远程在线监测装置及检测方法
CN205317062U (zh) * 2015-12-25 2016-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 卧式换热器用滚动装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006058177A2 (en) * 2004-11-23 2006-06-01 Vassallo Research & Development Corporation Reinforced fitting and pipe
CN201507763U (zh) * 2009-10-23 2010-06-16 山东齐鲁石化工程有限公司 卧式设备滚动支撑结构
CN102322100A (zh) * 2011-07-05 2012-01-18 上海建筑设计研究院有限公司 一种减振隔震支座
CN202972193U (zh) * 2012-12-20 2013-06-05 中国机械工业建设集团有限公司 无应力柔性管道安装结构
CN104457384A (zh) * 2014-12-29 2015-03-25 昆山市三维换热器有限公司 换热器支座及换热器组件
CN104990654A (zh) * 2015-07-06 2015-10-21 长安大学 大管径集中供热管道应力远程在线监测装置及检测方法
CN205317062U (zh) * 2015-12-25 2016-06-15 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 卧式换热器用滚动装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LANTU922: "供热管道的应力计算", 《百度文库》 *
RIANEASY: "《百度文库》", 24 June 2015 *
徐占发: "《混凝土结构设计原理》", 30 September 2006 *
范惠民: "《供热工程》", 30 November 1994 *
陈文扬: "《配管力学》", 31 August 1985 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106940945A (zh) * 2017-03-17 2017-07-11 安徽工程大学 温度应力试验装置
CN108962406A (zh) * 2018-08-01 2018-12-07 中广核研究院有限公司 用于反应堆容器的单向滑动支承装置
CN108962406B (zh) * 2018-08-01 2024-05-10 中广核研究院有限公司 用于反应堆容器的单向滑动支承装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106441640B (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. Numerical analysis of heat extraction performance of a deep coaxial borehole heat exchanger geothermal system
Huang et al. Long-term thermal performance analysis of deep coaxial borehole heat exchanger based on field test
CN102324205B (zh) 可实验运行的压水堆及其蒸汽发生器动态仿真模型
CN110633520B (zh) 一种钠冷快堆堆芯出口流动冲击的评估方法
Lyu et al. Impact mechanism of different fill layout patterns on the cooling performance of the wet cooling tower with water collecting devices
CN106599478A (zh) 核级管道支架的强度计算方法
Zhao et al. Research on heat transfer characteristic of crude oil during the tubular heating process in the floating roof tank
CN106441640A (zh) 大型甲醇装置中间换热器进出口管道应力分析方法
Xu et al. Research on varying condition characteristic of feedwater heater considering liquid level
CN116049953B (zh) 基于有限元模型的水电站拦污栅非线性流致振动分析方法
Lu et al. Numerical simulation of temperature fluctuation reduction by a vortex breaker in an elbow pipe with thermal stratification
CN209689789U (zh) 一种中深层地热能的地热层温度检测装置
Sumner et al. Evaluation of RANS/actuator disk modelling of wind turbine wake flow using wind tunnel measurements
CN203336045U (zh) 单向滚动轴承吊板
Li et al. An inversion method to estimate the thermal properties of heterogeneous soil for a large-scale borehole thermal energy storage system
CN206740756U (zh) 一种循环水动态模拟试验装置
CN202258091U (zh) 可实验运行的压水堆及其蒸汽发生器动态仿真模型
CN102819648B (zh) 超大型湿式冷却塔雨区热力特性仿真计算方法
Morud et al. Heat transfer from partially buried pipes
Hao et al. Flow instability analysis in U-tubes of steam generator under rolling movement
CN208672197U (zh) 检测地下水渗流时能量桩及周围介质力学性能的实验系统
CN106527184A (zh) 一种能源互联网中电网联合热力网的实时仿真模型及装置
CN209028871U (zh) 一种热工自动化仪表试验考核装置
CN103049613B (zh) 一种火电机组可靠性的设计监控装置及方法
Tang et al. Strength analysis of molten salt tanks for concentrating solar power plants

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant