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管式换热器换热器内将产生很大热应力
编辑:上海耐星机械设备有限公司   时间:2020-05-29

管式换热器的原理和构造 列管式换热器:是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热 器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料) 制造,能在高温、高压下使用,是目前应用广的类型。 由壳体、传热管束、 管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管 束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流 体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在 壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向 通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。管式换热器 等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管 外清洗方便,适用于易结垢的流体。 流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。为提高 管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体 每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,管式换热器这称为多管程。同样,为提高管 外流速, 也可在壳体内安装纵向挡板, 迫使流体多次通过壳体空间, 称为多壳程。 多管程与多壳程可配合应用。 由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体 与管束的温度也不同。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致 管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过 50℃时, 需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,列管式换 热器可分为以下几种主要类型: ①列管式换热器 管束两端的管板与壳体联成一体, 结构简单,但只适用于冷热流 体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又 不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。 ②浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力;且整个管束 可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广,但结构比较 复杂,造价较高。 ③列管式换热器 每根换热管皆弯成 U 形,两端分别固定在同一管板上下两区, 借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮 头式简单,但管程不易清洗。化工生产中强腐蚀性流体的换热,需采用陶瓷、玻 璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管壳式换热器。这类换热器的换热性能 较差,只用于压力低、振动小、温度较低的场合。 进行换热的冷热两流体, 按以下原则选择流道:①不洁净和易结垢流体宜走 管程, 因管内清洗较方便; ②腐蚀性流体宜走管程, 以免管束与壳体同时受腐蚀; ③压力高的流体宜走管程,以免壳体承受压力;④饱和蒸汽宜走壳程,管式换热器因蒸汽冷 凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出。


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