某催化裂化装置三旋中心筒在高温630℃～680℃下运行,10个大开孔接管连接5个旋风分离器,开孔补强圈附近发生多处开裂泄漏的失效问题,严重影响了该装置的连续稳定运行。圆柱壳的高温多开孔补强问题没有现成规范可遵循,研究其失效机理和有效改进方案具有十分重要意义。本文开展了以下工作：建立真实反映催化裂化装置三旋中心筒的实际力学状态的复杂有限元模型。根据实测温度数据,插值处理后建立内外热分析边界条件,采用ANSYS的三维等参元SOLID90模拟催化裂化装置的稳态温度场。对开孔补强圈的传热特性进行了导热与绝热工况的比较分析,指出补强圈因不能与壳体紧密贴合而形成的死空气间隙,近似绝热层,对局部温度场的分布和热应力集中产生影响。对失效原件进行各种工况组合下的热应力分析与比较。先对中心筒多开孔问题采用等面积补强法进行校核,指出等面积补强法的局限性和不安全性。然后按旋分器支腿底板自由滑动与固定约束、原设计冷拉伸和改进冷拉伸的各种工况组合进行计算和比较,发现原设计缺陷与维护中的问题,为改进设计提供了思路。鉴于高温结构采用补强圈补强的局限性,对三旋中心筒提出整体补强的改进设计,对原设计进行整体加厚,重新建模计算和评定。考察旋风分离器支腿底板自由滑动与固定约束两种工况；利用自由热胀计算出改进三旋出口虾米弯水平管道的最佳冷拉伸量,并对原冷拉伸和改进冷拉伸两种强制约束工况进行计算比较,论证了改进冷拉伸量能有效释放热变形和热应力。在此基础上确定了安装改进方案,并指导现场施工。