[发明专利]一种脱硝反应器及其支架一体化设计方法

摘要

本发明公开了一种脱硝反应器及其支架一体化设计方法，应用于脱硫脱硝反应器塔的设计分析领域，包括如下步骤(1)保温层设计；(2)方案设计；(3)脱硝反应器框架设计；(4)壳体设计；(5)支架设计；(6)整体分析和设计。应用本发明对脱硝反应器及其支架进行了一体化设计，更切合脱硝反应器的实际工作情况，能够有效解决脱硝反应器及其支架设计周期长、工作效率低、连接结构协调性差等技术问题，有效提高设计的合格率和效率，节约成本，具有很好的经济效益和社会效益。

主权项

一种脱硝反应器及其支架一体化设计方法，包括以下步骤：1)保温层设计：1.1)收集脱硝反应器工作环境参数，进行脱硝反应器保温层初步设计；1.2)借助非线性有限元技术，进行保温层材料和粘结方式的精确设计，获得准确的脱硝反应器温度场分布；2)方案设计：2.1)收集已有的脱硝反应器结构类型、支座和支架体系结构；2.2)根据催化剂种类、布置方式对脱硝反应器大致定型；2.3)按照催化剂入口处的气体条件要求，初步确定脱硝反应器中导流、整流结构及吹灰设备的布置参数；2.4)综合考虑催化剂的几何尺寸和各附加设备的几何尺寸，估算出脱硝反应器的主要结构特征参数；3)脱硝反应器框架设计：3.1)在步骤2)的基础上提取出脱硝反应器结构的主要荷载；3.2)在步骤2)的基础上确定本次设计的脱硝反应器框架构型，按照催化剂布置要求和框架结构的主要组成部分中框架梁、框架柱、加劲肋以及框架支撑的几何关系，得到框架各组成部分的结构参数间的约束关系；3.3)根据上一步骤中的约束关系提取出结构参数中的关键驱动参数，并根据关键驱动参数确定其他从动参数；3.4)基于前两步中确定的结构参数进行脱硝反应器的参数化有限元建模；3.5)对脱硝反应器有限元模型进行仿真分析并输出仿真结果，进行脱硝反应器框架结构强度初步设计，给出脱硝反应器框架结构中各关键参数的取值范围；4)壳体设计在步骤3)的基础上对脱硝反应器框架结构进行壳体布置，以壳体厚度、加劲尺寸和加劲位置作为关键参数进行脱硝反应器整个壳体的参数化有限元建模，并与脱硝反应器框架结构组合为一体开展仿真分析，进行脱硝反应器框架的强度验证和壳体设计，进一步细化脱硝反应器框架结构和壳体结构中关键参数的取值范围。5)支架设计根据步骤2)中资料收集结果选择脱硝反应器的支架结构形式并提取脱硝反应器支座处的反力作为支架荷载；参考步骤3)针对选定的支架结构形式进行关键驱动参数提取，进而进行支架的参数化有限元建模分析，给出支架结构中各关键参数的取值范围；6)整体分析和设计：6.1)利用步骤3)、4)及步骤5)中确定的结构参数进行脱硝反应器及其支架一体化有限元模型创建，在该一体化模型中设置材料参数属性、设置边界条件、约束、支座连接以及荷载条件形成脱硝反应器及其支架一体化分析模型；6.2)对该一体化分析模型进行刚度和强度计算，并进一步优化设计得到合理经济的设计方案。