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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