管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器,。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,,能在高溫,、高壓下使用,是目前應用最廣的類型,。
管殼式換熱器結(jié)構(gòu)與類型
管殼式換熱器由殼體,、傳熱管束、管板,、折流板(擋板)和管箱等部件組成,。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,,管束兩端固定在管板上,。進行換熱的冷熱兩種流體,,一種在管內(nèi)流動,,稱為管程流體;另一種在管外流動,,稱為殼程流體,。為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板,。擋板可提高殼程流體速度,,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束,增強流體湍流程度,。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列,。等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,,傳熱分系數(shù)大,;正方形排列則管外清洗方便,,適用于易結(jié)垢的流體。
流體每通過管束一次稱為一個管程,;每通過殼體一次稱為一個殼程,。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板,,將全部管子均分成若干組,。這樣流體每次只通過部分管子,因而在管束中往返多次,,這稱為多管程,。同樣,為提高管外流速,,也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板,,迫使流體多次通過殼體空間,稱為多殼程,。多管程與多殼程可配合應用,。
管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同,。如果兩溫度相差很大,,換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應力,導致管子彎曲,、斷裂,,或從管板上拉脫。因此,,當管束與殼體溫度差超過50℃時,,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力,。根據(jù)所采用的補償措施,,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作,。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力,。
②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動,,完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣,,但結(jié)構(gòu)比較復雜,,造價較高。
③ U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形,,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),,借助于管箱內(nèi)的隔板分成進出口兩室,。此種換熱器完全消除了熱應力,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單,,但管程不易清洗,。
④填料函式換熱器 填料函式換熱器其結(jié)構(gòu)特點是管板只有一端與殼體固定連接,另一端采用填料函密封,。管束可以自由伸縮,,不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單,,制造方便,,耗材少,造價低,;管束可從殼體內(nèi)抽出,,管內(nèi)、管間均能進行清洗,,維修方便,。其缺點是填料函耐壓不高,一般小于4.0MPa,;殼程介質(zhì)可能通過填料函外漏,,對易燃、易爆,、有毒和貴重的介質(zhì)不適用,。填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢,,需經(jīng)常清理且壓力不高的場合,。
⑤釜式換熱器 釜式換熱器結(jié)構(gòu)特點是在殼體上部設(shè)置適當?shù)恼舭l(fā)空間,同時兼有蒸汽室的作用,。管束可以為固定管板式,、浮頭式或U 型管式。釜式換熱器清洗維修方便,,可處理不清潔,、易結(jié)垢的介質(zhì),并能承受高溫,、高壓。它適用于液-汽式換熱,,可作為最簡結(jié)構(gòu)的廢熱鍋爐,。
一般來說,管殼式換熱器制造容易,,生產(chǎn)成本低,,選材范圍廣,,清洗方便,適應性強,,處理量大,,工作可靠,且能適應高溫高壓,。雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性,、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無法與板式和板翅式換熱器相比,但它由于具有前述的一些優(yōu)點,,因而在化工,、石油能源等行業(yè)的應用中仍處于主導地位。
管殼式換熱器是把管子與管板連接,,再用殼體固定,。它的型式大致分為固定管板式、釜式浮頭式,、U型管式,、滑動管板式、填料函式及套管式等幾種,,前面我們簡要介紹過,。根據(jù)介質(zhì)的種類、壓力,、溫度,、污垢和其他條件,管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點,,傳熱管的形狀和傳熱條件,,造價,維修檢查方便等情況來選擇設(shè)計制造各種管殼式換熱器,。
管殼式換熱器結(jié)構(gòu)及制造標準
一般來說,,管殼式換熱器制造容易,生產(chǎn)成本低,,選材范圍廣,,清洗方便,適應性強,,處理量大,,工作可靠,且能適應高溫高壓,。雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性,、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無法與板式和板翅式換熱器相比,但它由于具有前述的一些優(yōu)點,因而在化工,、石油能源等行業(yè)的應用中仍處于主導地位,。
管殼式換熱器是把管子與管板連接,再用殼體固定,。它的型式大致分為固定管板式,、釜式浮頭式、U型管式,、滑動管板式,、填料函式及套管式等幾種,前面我們簡要介紹過,。根據(jù)介質(zhì)的種類,、壓力、溫度,、污垢和其他條件,,管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點,傳熱管的形狀和傳熱條件,,造價,,維修檢查方便等情況來選擇設(shè)計制造各種管殼式換熱器。
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