本文通过使用ANSYS程序建立了三个互为联系的三维有限元模型:热分析模型,换热器总体模型和大开孔模型。热分析模型充分考虑了换热器高温的特性,通过对热传导的计算,得出了比较完整的换热器的温度场,并计算出了相应的热应力。换热器管板总体模型充分考虑了换热器结构的复杂性以及它与热分析模型的一致性。通过使用体单元、梁单元和壳单元,有效地减小了有限元模型的规模,为全面结构分析奠定了坚实的基础。此模型计算的结果是分析换热器应力状态和判定整个换热器设备安全性的基础。通过分析计算出的数据,分别讨论了温度载荷与压力载荷对换热器的影响,确定了换热器的最危险工况,并依据 JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》,对换热器进行了强度校核。通过建立大开孔分析模型,不仅验证了换热器在此区域的安全性,也验证了在建立换热器管板总体模型时所做的简化是合理的。本文对换热器和管板的各种工况的应力分析与有关标准中的相关结论基本相符;对热分析、应力分布、载荷的影响等分析结论与经典理论有较好的一致性,说明本文所建立的有限元模型是合理的。并且,通过对各种载荷下应力的比较分析,不仅找出了换热器的应力分布形态,还发现了机械载荷应力与热应力各自对换热器应力分布的影响,这对换热器的设计具有一定的参考价值。