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管壳式换热器是按什么分类的?

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  • 发布时间:2020-09-28 15:13
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【概要描述】 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。以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。但由于管内外流体的温度不同,因此换热器的壳体与管束的温度也不同。两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。所以,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

管壳式换热器是按什么分类的?

【概要描述】 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。以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。但由于管内外流体的温度不同,因此换热器的壳体与管束的温度也不同。两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。所以,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

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       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。以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。但由于管内外流体的温度不同,因此换热器的壳体与管束的温度也不同。两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。所以,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

       1、固定管板换热器

       1.1结构:管束两端管板采用焊接方法与壳体固定连接的管壳式换热器。

       1.2优点:结构简单紧凑,能承受较高压力,造价低。不会内漏。管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U形管换热器多。传热面积比浮头式换热器大20%~30%。

       1.3缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性组件(如膨胀节)。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束,维修成本较高。易产生温差力,管板与管头之间易产生温差应力而损坏。管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低。

       1.4使用范围:壳程侧介质清洁、不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。

       2、浮头换热器

        2.1结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。管束与壳体的热形变互不约束,不会产生热应力。

        2.2优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动,介质间温差不受限制,无需考虑温差应力。

        2.3缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时易产生内漏。

        2.4适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度,一般情况下温度小于等于450度,压力小于等于6.4兆帕。还可用于管程易腐蚀场合。

       3、U型管换热器

       3.1结构:只有一块管板,管束由多根U形管组成,管的两端固定在同一块管板上,换热管可以自由伸缩。

       3.2优点:以U型管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单,价格便宜,承压能力强。密封面少,运行可靠,造价低。;管束可抽出,管间(壳程)清洗方便。

       3.3缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U型管相当于坏两根管,报废率较高。管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。

       3.4适用范围:是换热器中唯一可用于高温、高压、高温差的换热器。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。

       4、填料函式换热器

        4.1结构:特点和浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。管束一端与管板固定、一端与壳体间采用外置填料函密封的管壳式换热器。

        4.2优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳体内可以自由伸缩,避免了热应力。结构简单,加工制造方便,节省材料、造价低,由于可抽芯,易于检修、清洗。

        4.3缺点:填料处易产生泄露。壳程不宜走易挥发、易燃、易爆及有毒的介质。

        4.4适用范围:一般适用于4MPa以下的工作条件且不能用于易挥发、易燃易爆、有毒及贵重介质的工况。适用温度受限于填料的物性。目前适用较少。

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