重叠换热器的筒体及鞍座强度校核问题

（介绍一些参考资料）

GB151-1999第5.20.3条c）款规定：重叠式换热器支座除按JB/T4712选用外，必要时应对支座和壳体进行校核。但标准没有给出计算方法。

新的换热器标准GB/T151-2014在“6.16支座”小节中调整了上述表述。6.16.1.1条c）款针对鞍座支撑的卧式换热器一般性地规定“必要时应对支座和壳体的强度和稳定性进行校核；”并在6.16.1.2表示“鞍式支座可按JB/T4712.1选用”。

对于重叠式换热器的强度计算，时间较早、内容较为全面的国内文献报道见于“王荣贵,黄耕.重叠式卧式容器的强度计算.石油化工设备技术.1985,(1)”（下称文献[1]）。

另有“范宏达.管壳式换热器重叠安装强度计算.石油化工设备.1999,28”（下称文献[2]），在前人工作的基础上“提出了一种新的上部容器载荷分布的力学模型”，进行了分析。

鞍座支承的卧式换热器（图1）可以简化为受均布载荷的外伸简支梁，需要校核的应力包括：由轴向弯矩、竖向剪力产生的轴向应力（即σ1~4的一部分）、切应力τ，及由τ引起的周向压缩力（周向薄膜应力）。径向截面上，还有由τ引起的周向弯矩产生的周向弯曲应力。上述各应力的详尽推导，可参见L.E.勃朗奈尔的《化工容器设计》的第11章。

图1

重叠式换热器可视为在前述简支梁的基础上，再加两个由上部换热器传递到下部换热器筒体上的“集中载荷”，如下图所示。但通过分析可发现，图2中各个截面上的轴向弯矩、剪力与图1是相等的。轴向应力、切应力、周向薄膜应力，图2和图1也是没有区别的。但周向弯曲应力，与上部传导过来的集中载荷有关。具体分析见文献[1]和文献[2]。

图2

对于工程设计，还要靠标准，NB/T47042.2-2014《卧式容器》附录B给出了“附加载荷作用时对称双鞍座卧式容器强度及稳定性校核计算”，模型如下图所示，SW6也有相关计算模块。若图3中的a为0，即附加载荷作用于鞍座截面，并令附加载荷为上部容器总质量的一半，那就可以用于重叠式换热器筒体及鞍座的校核了。

给出一篇参考文献供参考，秦叔经.结构和载荷相对于跨中截面非对称双鞍座卧式容器壁中的应力计算.化工设备与管道.2000,37

图3

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