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 對于一定工況下能夠滿足工藝要求和安全要求的冷卻器設計方案有多種形式，而究竟哪一種方案的設備成本最低呢，在另一篇文章“固定管板式冷卻器強度的優(yōu)化設計”（以下簡稱‘優(yōu)化設計“）中，通過分析在流體流程給定情況下管/殼程材料對冷卻器強度的影響，已提出了關于管/殼程材料優(yōu)化匹配的幾點建議，即通過對冷卻器管/殼程材料進行優(yōu)化匹配，使冷卻器主要受壓元件一一管板、殼體、管子中的應力減小，元件厚度減薄，使材料、制造費用降低。在這里，我們通過對固定管板式冷卻器流程匹配或稱流程優(yōu)化分析來探討冷卻器的換熱效率。
  在大多數設計中，工藝設計人員主要所考慮的是傳熱效率、流體阻力、操作穩(wěn)定性等方面的問題，而往往忽略流程對冷卻器強度的影響。事實上，流程對冷卻器強度是有影響的，而且在某些情況下影響還是相當大的。因此，在冷卻器設計中，在滿足工藝要求的前提下，可通過流程的合理選擇，即冷熱兩種流體的流程與冷卻器管/殼程材料進行優(yōu)化匹配，使冷卻器主要受壓元件一一管板、殼體、管子中的應力減小，元件厚度減薄，最終降低設備成本。
  在固定管板式冷卻器的強度設計計算中，溫差應力往往起主導作用，尤其是當管/殼程溫差較大時，溫差應力將起決定作用。
  根據固定管板式冷卻器的強度計算理論，固定管板式冷卻器主要受壓元件一一管板、殼體、管子中的應力分別為：管板徑向彎曲應力管板布管區(qū)周邊剪應力其中殼體圓筒軸向應力A換熱管軸向應力以上各種：當溫差。應力起決定作用時，尺=，A則管板、殼體、管子中的應力簡量（管程材料確定后也為常數），管板、體、管+屮的應力將由冷卻器4；殼程圓筒材料的熱膨脹差變形決定，而由此可以看出，影響固定管板式冷卻器溫差應力的因素主要旮三個：一是管/殼程溫升（two）和（UKO），二是管/殼程材料性質，三是流體的流程。
  管/殼程溫升是給定的工藝參數，在進行強度設計時是不能改變，而改變管/殼程材料性質對冷卻器強度的影I確及材料優(yōu)化匹配問題，11在優(yōu)化設計“文中W論過，現在我們來討論一下流體流程的選擇對冷卻器強度的影響及流程優(yōu)化匹配問題。
  山前面的理論分析知道，在Y起主導作用時，冷卻器各主要受正元件中的應力，由冷卻器4；殼程圓筒材料的熱膨脹差決定：由此說明，當管/程材料線膨脹系數接近或相等時，改變流程將使冷卻器主要受壓元件屮的應力改變方向（拉/ffi），而數值保持不變。

  當管/殼程材料線膨脹系數相差較人時，有兩種情況：壓元件中的應力改變方向，而且還使應力的數值變大。
  由以上分析可以看出流程對固定管板式冷卻器強度的影響。同時也說明，從強度上講存在著流程優(yōu)化問題，即對于/殼程材料線膨脹系數相同或相近的冷卻器，可通過流體流程的優(yōu)化匹配來改變管板、殼體、管子中的應力方向，從而提高特殊材料（如某些秋性較差的柿科）冷卻器的強度；對于管/殼程撕線膨胯數相差較大的冷卻器，可通過流程優(yōu)化匹配來減小管板、體、管子中的應力數值和改變應力的方向，從而使冷卻器主要受壓元件的厚度減小，減少材料消塍RI加工費用，從而達到對冷卻器強度優(yōu)化的目的。
  4結論及流滕化匹配的幾點原則由上述討論可知，固定管賦冷卻器管板、固定管板式冷卻器冷熱流體的流程應由工藝設計人員和機械設計人員一起討論確定；當管/殼程；m線膨相差不大（<5%）時，可不考慮流程對冷卻器強度的影響；當管/殼程柿料線膨脹系數相差較大（>5%）時，應考慮流程對冷卻器強度的影響，即在確定流體流程時，應使熱流體走材料線膨脹系數較小的一程，而冷流體走柿科線膨脹系數較大的一程，以減小管板、殼體和管中的應力。
  一文中所舉的例子，假設原流程為：管程走酒精，殼程走水蒸氣，管/程設計溫度為90/150C，管/殼程材料為20/10*18Ngn，在相應管/殼程溫度下，管/程體和管子中的應力，除與工藝參數、結構參數及材料性質有關外，還與流體的流程有關，尤其是在r起決定作用的情況下，當管子與殼的線膨脹系數相同時，改變流程只改變管子與殼體中應力的方向，而不改變應力的數值；當管子與殼體材料線膨脹系數不同時，改變流程不僅可以改變管子與殼體中應力的方向，而且還可以改變應力的數值，并且管/殼程材料線膨脹系數相差越大，應力數值變化也越大。具體來說，熱流體走材料線膨脹厲較大的hi時的應力大于走線膨脹系數較小一側時的應力；或者說，冷流體走材料線膨脹系數較大的一側時的應力小于走材料線膨脹系數較小的一側時的應力。
  因此，流程優(yōu)化就是通過對流過冷卻器的冷熱兩種流體與換熱管的管/殼程材料的優(yōu)化匹配，來達到提高冷卻器強度或降低設備成本的目的。
  在這里給出下面幾點建議，即流程優(yōu)化匹配的幾點原則：mriC.用化工部設備技術中心站編SW6軟件計算結果為：管板徑。向最X彎曲應力=相應設計的管板厚度為Mmm.現將流程改為：管程（水蒸氣），殼枰（酒精）相應管/殼程設計溫度為觀TC，其它條仆不變，用“SW6”計算結果為：不論規(guī)范還是設計圖紙，都要求E309Nb中Nb含量810由于這個范圍很窄，因而增加了焊條制造的工藝難度，另外Nb是一種責重金屬，因此，E309Nb的制造成本高于E309L.不銹鋼焊條E309L和E309Nb都具有良好的抗晶間腐蝕和抗熱裂紋性能。E309L的高溫強度同樣能滿足設計圖紙要求。經與設計單位溝通，設計單位同意了我廠的方案。最終這28臺復合板設備采用E309L焊條制造，不但節(jié)約了資金，更重要的是爭取了時間，保證了設備按合同工期完工。

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