苯酐冷凝器是苯酐精制生产最重要的换热器之一,其主要失效形式为应力腐蚀。论文分析了苯酐冷凝器产生应力腐蚀的拉应力、腐蚀、材质三个因素,并且提出相应对策。基于有限元法分析,发现在役苯酐冷凝器的温度载荷对苯酐冷凝器造成了较大的热应力,而拉应力主要来源于热应力。论文首次利用有限元法来研究换热器应力腐蚀中的拉应力。建立了包含热影响区在内的苯酐冷凝器三维有限元实体模型,根据计算,得出了温度场,并且清晰地验证了管板温度分布的“表皮效应”。在热-结构耦合分析中,热分析采用SOLID70单元,结构分析采用SOLID45单元。通过选取三条具有代表性的典型路径,按照应力分析设计标准,重点分析了开车、停车瞬态和正常工作稳态三种操作工况下的拉应力和应力强度。基于有限元分析得知,一些路径上的应力强度校核不合格,相应的拉应力值也较高。论文最终提出了同时更新材质、降低管程流体温度及提高壳程冷却水温度等改进设计方案,并且再次利用有限元法对原危险路径上的应力强度进行了改进后的计算。结果表明,改进设计后不但这些路径上的应力强度评定全部合格,而且显著地降低了拉应力,对预防和减少苯酐冷凝器应力腐蚀起到重要的促进作用。