工效蒸发器是生产高纯度烧碱的关键设备，其作用是通过蒸汽加热液碱，使其中水分蒸发，达到浓缩液碱的目的。根据工艺要求进行了工效蒸发器的结构设计。由于将蒸发室和加热室合理地结合在一起，工效蒸发器具有蒸发和加热等多种功能；与外循环管的连接采用切向接管结构。为了提高蒸发器效率，设计出蒸发室。为了降低热应力以及壳程蒸汽对管束的冲击力，改善入口处的蒸汽分布，加热室的壳体上设置了具有组合功能的半波膨胀节特殊结构。 本文采用常规设计法确定了工效蒸发器各零部件的强度尺寸，并参照国内外的相关规范、研究成果和使用经验解决了切向接管和半波膨胀节的设计计算难题。 为了考察工效蒸发器切向接管结构的安全性，本文采用有限单元法对蒸发器进行了应力分析，并着重研究了工效蒸发器切向接管的应力强度分布。在建立有限元分析模型时，采用壳单元进行网格划分，既降低了建模难度，又减少了有限元模型的节点数，提高了计算速度。分析计算结果表明，按照分析设计规范的要求，在不补强的情况下，工效蒸发器切向接管区域也能满足强度要求。这表明，与分析设计相比，常规设计是一种偏于保守的设计方法。 本文设计出的工效蒸发器已成功地用于氯碱生产，使用几年来未出现任何泄漏和破裂事故，取得了较好的经济效益。