图5为管板在温度和压力共同作用下的应力云图,图6为管板在压力作用下的应力云图,图7为通过应力强度最大的管孔处且贯穿管板厚度的路径(称作Path1)的线性化数据曲线图,由图可得出以下几点结论:
当不考虑温度载荷只考虑静力载荷时,管板上的最大应力为189MPa,而考虑温度载荷和静力载荷同时作用时,管板上的最大应力达到523.53MPa,可知管板上的温度应力占有较大比重;由图6中管程高温侧与低温侧的云图差别也可看出,温度载荷对管板产生了很大的热应力,在设计与校核中不应忽略,尤其是对于开停工频繁的设备。
最大应力强度值出现在管程高温侧的管孔边缘,因该处结构不连续,应力有一次应力、二次应力和峰值应力;另外因为结构不连续,在管板密封面的内外边缘、管板与壳体的连接处也出现较大应力。
由图7知Path1的薄膜应力约为80MPa,一次加二次应力(薄膜加弯曲应力)的最大值约为400MPa;虽然应力强度值较大,但薄膜应力的成分较小,弯曲应力所占比重较大,这是由于管板厚度较大造成的,峰值应力只在管孔的上边缘存在较大值。