管壳式换热器的传热新技术及发展趋势
管壳式换热器是在石油化工行业中应用广泛的换热器。发布者：管式换热器发布时间：2019-11-911:19:29点击次数：56关闭管壳式换热器通常被称为列管式换热器，但在功能、应用和***上有许多不同。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升，管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热，提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。
强化传热的主要途径是提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式，其中提高传热系数是强化传热的***，主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。目前，管壳式换热器强化传热方法主要有：采用改变传热元件本身的表面形状及其表面处理方法，以获得粗糙的表面和扩展表面；用添加内插物的方法以增加流体本身的扰流；将传热管的内外表面轧制成各种不同的表面形状，使管内外流体同时产生揣流并达到同时扩大管内外有效传热面积的目的，提高传热管的传热性能；将传热管表面制成多孔状，气泡核心的数量大幅增加，从而提高总热系数并可增加其抗污垢能力；改变管束支撑形式以获得良好的流动分布，充分利用传热面积等。对于管道末端的泄漏，如果它属于膨胀管的连接形式，则应再次进行管道膨胀。
管壳式换热器的设计计算步骤：首先计算管壳式换热器的传热面积，选择换热器型号。根据管壳式换热器的换热任务，计算传热量;确定管壳式换热器的流体在换热器中的流动途径;确定管壳式换热器的流体在换热器中两端的温度，计算定性温度，确定在定性温度下的流体物性;计算管壳式换热器的平均温度差，并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则，确定壳程数或调整加热介或冷却介质的终温;根据管壳式换热器的两流体的温差和设计要求，确定换热器的型式;依据管壳式换热器的换热流体的性质及设计经验，选取总传热系数值;依据管壳式换热器的总传热速率方程，初步算出传热面积 ，并确定换热器的基本尺寸或按系列标准选择设备规格。:改变折流板的形式以攻变换热管的支承状况也可减小振动如采用折流杆代替传统的折流体不仅可以起到防振的效果,还可以强化转换,减少污垢与壳程压力降。然后计算管、壳程压降根据初选的设备规格，计算管、壳程的流速和压降。检查计算结果是否合理或满足工艺要求。若压降不符合要求，要调整流速，再确定管程和折流挡板间距，或选择其它型号的换热器，重新计算压降直至满足要求为止;核算管壳式换热器的总传热系数，并且计算管、壳程对流传热系数，确定污垢热阻，再计算总传热系数 ，然后与值比较。
【介绍管壳式换热器的设计标准及规范】
管壳式换热器结构复杂，不同结构形式的管板，受载荷情况、支承条件、边界约束条件等诸因素的影响，强度计算过程复杂，方法也不统一。
大多数***规范的管板强度计算公式一般是将管板简化为一块放在由换热管支撑的弹性基础上的轴对称圆形开孔平板，受均布载荷及管孔的均匀削弱。在此基础上，做了不同程度地简化和假设，基本的假设如下。
1.如果管板的直径远远超出管子的直径，且管子的数量较多，则管束的支撑作用可简化为均匀连续支撑管板的弹性基础，该弹性基础仅约束管板的扰度。
2.管孔对管板的整体刚度和强度均有削弱作用，该削弱作用的大小，由削弱系数来表征。
3.管板周边部分较窄的不布管区简化为与不布管区面积相等的圆环形实心板。
4.管板边缘的转角在连接部位处应协调一致。
5.当管板兼作法兰时，考虑法兰力矩对管板的作用。
6.考虑管子与壳程壳体的热膨胀差所引起的温度应力。各国规范虽然均认同以上假设，但由于管壳式换热器的形式多样，管板结构又相当复杂，具体某一假设，处理方式有所不同。
