管殼式換熱器與傳熱機理

欄目☁◕·•:公司新聞 釋出時間☁◕·•:2019-05-10
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☁╃↟·↟。這種換熱器結構較簡單✘☁↟✘,操作可靠✘☁↟✘,可用各種結構材料(主要是金屬材料)製造✘☁↟✘,能在高溫▩│•╃、高壓下使用✘☁↟✘,是目前應用最廣的型別☁╃↟·↟。

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☁╃↟·↟。這種換熱器結構較簡單✘☁↟✘,操作可靠✘☁↟✘,可用各種結構材料(主要是金屬材料)製造✘☁↟✘,能在高溫▩│•╃、高壓下使用✘☁↟✘,是目前應用最廣的型別☁╃↟·↟。

管殼式換熱器結構與型別



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☁╃↟·↟。進行換熱的冷熱兩種流體✘☁↟✘,一種在管內流動✘☁↟✘,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✘☁↟✘,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透過管束✘☁↟✘,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✘☁↟✘,傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便✘☁↟✘,適用於易結垢的流體☁╃↟·↟。

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流體每透過管束一次稱為一個管程;每透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☁╃↟·↟。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設定隔板✘☁↟✘,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✘☁↟✘,也可在殼體內安裝縱向擋板✘☁↟✘,迫使流體多次透過殼體空間✘☁↟✘,稱為多殼程☁╃↟·↟。多管程與多殼程可配合應用☁╃↟·↟。


管殼式換熱器由於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✘☁↟✘,需採取適當補償措施✘☁↟✘,以消除或減少熱應力☁╃↟·↟。根據所採用的補償措施✘☁↟✘,管殼式換熱器可分為以下幾種主要型別☁◕·•:


①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯成一體✘☁↟✘,結構簡單,但只適用於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☁╃↟·↟。

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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,便於機械清洗和檢修☁╃↟·↟。浮頭式換熱器的應用較廣✘☁↟✘,但結構比較複雜✘☁↟✘,造價較高☁╃↟·↟。
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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✘☁↟✘,藉助於管箱內的隔板分成進出口兩室☁╃↟·↟。此種換熱器完全消除了熱應力✘☁↟✘,結構比浮頭式簡單✘☁↟✘,但管程不易清洗☁╃↟·↟。


④填料函式換熱器 填料函式換熱器其結構特點是管板只有一端與殼體固定連線✘☁↟✘,另一端採用填料函密封☁╃↟·↟。管束可以自由伸縮✘☁↟✘,不會產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點是結構較浮頭式換熱器簡單✘☁↟✘,製造方便✘☁↟✘,耗材少✘☁↟✘,造價低;管束可從殼體內抽出✘☁↟✘,管內▩│•╃、管間均能進行清洗✘☁↟✘,維修方便☁╃↟·↟。其缺點是填料函耐壓不高✘☁↟✘,一般小於4.0MPa;殼程介質可能透過填料函外漏✘☁↟✘,對易燃▩│•╃、易爆▩│•╃、有毒和貴重的介質不適用☁╃↟·↟。填料函式換熱器適用於管▩│•╃、殼壁溫差較大或介質易結垢✘☁↟✘,需經常清理且壓力不高的場合☁╃↟·↟。

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⑤釜式換熱器 釜式換熱器結構特點是在殼體上部設定適當的蒸發空間✘☁↟✘,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▩│•╃、易結垢的介質✘☁↟✘,並能承受高溫▩│•╃、高壓☁╃↟·↟。它適用於液-汽式換熱✘☁↟✘,可作為最簡結構的廢熱鍋爐☁╃↟·↟。


一般來說✘☁↟✘,管殼式換熱器製造容易✘☁↟✘,生產成本低✘☁↟✘,選材範圍廣✘☁↟✘,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法與板式和板翅式換熱器相比✘☁↟✘,但它由於具有前述的一些優點✘☁↟✘,因而在化工▩│•╃、石油能源等行業的應用中仍處於主導地位☁╃↟·↟。 


管殼式換熱器是把管子與管板連線✘☁↟✘,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☁╃↟·↟。根據介質的種類▩│•╃、壓力▩│•╃、溫度▩│•╃、汙垢和其他條件✘☁↟✘,管板與殼體的連線的各種結構型式特點✘☁↟✘,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計製造各種管殼式換熱器☁╃↟·↟。


管殼式換熱器結構及製造標準


一般來說✘☁↟✘,管殼式換熱器製造容易✘☁↟✘,生產成本低✘☁↟✘,選材範圍廣✘☁↟✘,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法與板式和板翅式換熱器相比✘☁↟✘,但它由於具有前述的一些優點✘☁↟✘,因而在化工▩│•╃、石油能源等行業的應用中仍處於主導地位☁╃↟·↟。


管殼式換熱器是把管子與管板連線✘☁↟✘,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☁╃↟·↟。根據介質的種類▩│•╃、壓力▩│•╃、溫度▩│•╃、汙垢和其他條件✘☁↟✘,管板與殼體的連線的各種結構型式特點✘☁↟✘,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計製造各種管殼式換熱器☁╃↟·↟。

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