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管殼式換熱器中管板強度設計

管板是管殼式換熱器重要的受力元件之一，管板的設計合理與否直接關系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優(yōu)劣。管板的強度計算作為管板設計的關鍵一環(huán)，一直是許多國家相關部門的研究重點，管板強度的計算方法也在不斷地發(fā)展和完善。

1975年以來，美國的ASME VIII-I嘗試給出適合各種管板類型的設計規(guī)范，在1983年板中給出U形管式換熱器的簡支和整體結構的管板計算方法，在1992年版中又加入了固定式換熱器管板計算方法。法國壓力容器規(guī)范CODAP于1986年出版的非規(guī)定附錄里，給出了包括U形管式、浮頭式、固定式換熱器的管板計算方法。

多年來，主要工業(yè)國家都已有自己的管板設計計算公式或規(guī)定，如英國的BS 5500標準、美國的TEMA、日本工業(yè)標準JIS、捷克壓力容器計算準則、管板計算公式及TEMA修正計算公式、前蘇聯(lián)的鍋爐監(jiān)察手冊及聯(lián)邦德國的AD規(guī)范等。

隨著歐洲統(tǒng)一市場的建立和歐元的?**用，為促進承壓設備在歐盟成員國內的自由貿易，2016年3月歐盟成員國正式表決通過了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日頒布了該標準第一版，并且要求，所有與此相抵觸的歐盟成員國同類國家標準遲于2016年11月廢棄。

EN13445適用于設計壓力大于0.05MPa、材料為鐵素體或奧氏體鋼的非直接接觸火焰壓力容器，設計溫度低于以鋼材蠕變控制其許用應力強度的相應溫度，但不適用于如移動式壓力容器、失效后導致輻射影響的核設施上的壓力容器、能產(chǎn)生110度以上過熱水蒸汽的壓力容器等承壓設備。

對于管板的設計、EN13445中提出了兩種方法，一種是傳統(tǒng)方法，考慮內外壓、幾何尺寸等因素嚴格計算各種載荷狀態(tài)引起的管板應力，并嚴格校核；另一種是極限分析方法，通過管板的極限分析，確定許用應力載荷。