高压加热器是大型火电机组回热系统中的重要设备,由于压力高,重量大,往往需要进行分析设计,以确保安全性和经济性。本文针对高压加热器整体有限元分析难度大、对分析人员专业性要求较高的问题,研究高压加热器自动数值分析和轻量化设计技术,主要内容有:(1)以某高压加热器为对象,利用ANSYS的APDL语言建立了参数化的有限元分析模型,为开发高压加热器自动强度分析软件奠定了基础。同时,对其它分析过程也进行了参数化设计,包括得到在管程或壳程压力作用下的应力强度分布,在给定危险截面处选取路径后进行应力线性化,以及依据JB/T4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》进行应力分类和强度校核。(2)在参数化命令流的基础上,使用ANSYS的优化模块对管板与管程封头进行针对厚度优化的轻量化设计,目的是使设备在满足JB/T4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》强度要求的前提下重量最小。厚度优化后管板厚度从660mm降为572mm,较优化前的厚度减轻了13.3%;封头厚度从125mm降为107mm,较优化前的厚度减轻了 14.4%,实现了高压加热器的轻量化设计。(3)为减小高压加热器有限元分析难度,利用ANSYS参数化语言和VB可视化界面开发了“高压加热器自动强度分析和轻量化设计”软件,实现了自动建模、自动应力分析、自动优化设计、自动提取结果和自动进行强度校核的功能。初步应用结果表明,该软件操作简便、计算结果准确,能有效减轻高压加热器数值分析难度。