




管壳式换热器又称列管式换热器。
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。
管壳式换热器结构与类型
管壳式换热器由壳体、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。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。
换热终温的确定
换热终温一般由工艺过程的需要确定。当换热终温可以选择时,其数值对换热器是否经济合理有很大的影响。在热流体出口温度与冷流体出口温度相等的情况下,热量利用效率,但是有效传热温差,换热面积。
另外,在确定物流出口温度时,不希望出现温度交叉现象,即热流体出口温度低于冷流体出口温度。
设备结构的选择
对于一定的工艺条件,首先应确定设备的形式,例如选择固定管板形式还是浮头形式等。参照下表1-7.
在换热器设计过程中,强化传热总的目标概括有:在给定换热量下减少换热器的尺寸;提高现有换热器的性能;减小流动工质的温差;或者降低泵的功率。
传热过程是指两种流体通过硬设备的壁面进行热交换的过程,按照流体的传热方式基本上可以分为无相变和有相变两种类型。无相变过程强化传热技术的研究,一般依据控制热阻侧而采取相应的措施:
如采用扩展管内或者管外表面;采用管内插***;改变管束支撑件形式;加入不互溶的低沸点添加剂等方法,以增强传热效果。
管壳式换热器
换热器与管板的连接方式
管子于管板的连接,在管壳式换热器的设计中是一个比较重要的结构部分。他不仅加工工作量大,而且必须使每一个连接处在设备运作中,保证介质无泄漏及承受介质压力能力。
管子与管板的连接方式主要有以下三种:a胀接;b焊接;c胀焊接
胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况,特别适用于材料可焊性差(如碳钢换热管)及制造厂的工作量过大的情况。由于胀接管端处在焊接时产生塑性变 形,存在着残余应力,随着温度的升高,残余应力逐渐消失。
这样使管端处降低密封和结合力的作用,所以胀接结构受到压力和温度的限制,一般适用于设计压力 ≤4Mpa,设计温度≤300度,并且在操作中无剧烈动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀;