管殼式換熱器又稱(chēng)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。這種換熱器結構較簡(jiǎn)單,操作可靠,可用各種結構材料(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(lèi)型。
管殼式換熱器結構與類(lèi)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,內部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內流動(dòng),稱(chēng)為管程流體;另一種在管外流動(dòng),稱(chēng)為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數,通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規定路程多次橫向通過(guò)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(dòng)程度高,傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結垢的流體。
流體每通過(guò)管束一次稱(chēng)為一個(gè)管程;每通過(guò)殼體一次稱(chēng)為一個(gè)殼程。圖示為最簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,簡(jiǎn)稱(chēng)為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板,將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過(guò)部分管子,因而在管束中往返多次,這稱(chēng)為多管程。同樣,為提高管外流速,也可在殼體內安裝縱向擋板,迫使流體多次通過(guò)殼體空間,稱(chēng)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(guò)50℃時(shí),需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。根據所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類(lèi)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,結構簡(jiǎn)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(shí)的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí),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(dòng),完全消除了熱應力;且整個(gè)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,但結構比較復雜,造價(jià)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,借助于管箱內的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力,結構比浮頭式簡(jiǎn)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構特點(diǎn)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(huì )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(diǎn)是結構較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單,制造方便,耗材少,造價(jià)低;管束可從殼體內抽出,管內、管間均能進(jìn)行清洗,維修方便。其缺點(diǎn)是填料函耐壓不高,一般小于4.0MPa;殼程介質(zhì)可能通過(guò)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)易結垢,需經(jīng)常清理且壓力不高的場(chǎng)合。
⑤釜式換熱器 釜式換熱器結構特點(diǎn)是在殼體上部設置適當的蒸發(fā)空間,同時(shí)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(jiǎn)結構的廢熱鍋爐。
一般來(lái)說(shuō),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。雖然它在結構緊湊性、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無(wú)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(diǎn),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(dòng)管板式、填料函式及套管式等幾種,前面我們簡(jiǎn)要介紹過(guò)。根據介質(zhì)的種類(lèi)、壓力、溫度、污垢和其他條件,管板與殼體的連接的各種結構型式特點(diǎn),傳熱管的形狀和傳熱條件,造價(jià),維修檢查方便等情況來(lái)選擇設計制造各種管殼式換熱器。
管殼式換熱器結構及制造標準
一般來(lái)說(shuō),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。雖然它在結構緊湊性、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無(wú)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(diǎn),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(dòng)管板式、填料函式及套管式等幾種,前面我們簡(jiǎn)要介紹過(guò)。根據介質(zhì)的種類(lèi)、壓力、溫度、污垢和其他條件,管板與殼體的連接的各種結構型式特點(diǎn),傳熱管的形狀和傳熱條件,造價(jià),維修檢查方便等情況來(lái)選擇設計制造各種管殼式換熱器。
更多內容請查看:https://mp.weixin.qq.com/s/4nKTNu6VSQ9u8KFvbaNIsA