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浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng),完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價(jià)較高。
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(qū),借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
填料函式換熱器 填料函式換熱器其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮,不會(huì)產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。
填料函式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單,制造方便,耗材少,造價(jià)低;管束可從殼體內(nèi)抽出,管內(nèi)、管間均能進(jìn)行清洗,維修方便。其缺點(diǎn)是填料函耐壓不高,一般小于4.0MPa;
殼程介質(zhì)可能通過填料函外漏,對(duì)、、有毒和貴重的介質(zhì)不適用。填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢,需經(jīng)常清理且壓力不高的場合。
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(jié)垢的介質(zhì),并能承受高溫、高壓。它適用于液-汽式換熱,可作為簡結(jié)構(gòu)的廢熱鍋爐。
管殼式換熱器傳熱機(jī)理
一般來說,管殼式換熱器制造容易,生產(chǎn)成本低,選材范圍廣,清洗方便,適應(yīng)性強(qiáng),處理量大,工作可靠,且能適應(yīng)高溫高壓。雖然它在結(jié)構(gòu)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,但它由于具有前述的一些優(yōu)點(diǎn),因而在化工、石油能源等行業(yè)的應(yīng)用中仍處于主導(dǎo)地位。
管殼式換熱器是把管子與管板連接,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(dòng)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(jù)介質(zhì)的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件,管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn),傳熱管的形狀和傳熱條件,造價(jià),維修檢查方便等情況來選擇設(shè)計(jì)制造各種管殼式換熱器。
管殼式換熱器構(gòu)造及制造規(guī)范
一般來說,管殼式換熱器制造非常容易,生產(chǎn)制造低成本,選料覆蓋面廣,清理便捷,適應(yīng)能力強(qiáng),產(chǎn)泥量大,工作中靠譜,且能融入超高壓。盡管它在結(jié)構(gòu)緊湊性、熱傳導(dǎo)輕微和企業(yè)金屬材料使用量層面沒法與板式和板翅式換熱器對(duì)比,但它因?yàn)榫邆渖鲜銮闆r的一些優(yōu)勢,因此在化工廠、電力能源等制造行業(yè)的運(yùn)用中還是處于主導(dǎo)性。
管殼式換熱器是把水管與管板聯(lián)接,再用殼體固定不動(dòng)。它的型式大概分成固定不動(dòng)管板式、釜式浮頭式、U型列管式、拖動(dòng)管板式、填料函式及防水套管式等幾類,前邊人們簡略詳細(xì)介紹過。
依據(jù)物質(zhì)的類型、工作壓力、溫度、污漬和別的標(biāo)準(zhǔn),管板與殼體的聯(lián)接的各種各樣構(gòu)造型式特性,套管式換熱器的樣子和熱傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),工程造價(jià),檢修查驗(yàn)便捷等狀況來挑選設(shè)計(jì)方案制造各種各樣管殼式換熱器。
允許壓力降的選擇
選擇較大的壓力降可以提高流速,從而增強(qiáng)傳熱效果減少換熱面積。但是較大的壓力降也使得泵的操作費(fèi)用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費(fèi)用為目標(biāo),反復(fù)調(diào)整設(shè)備尺寸,進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算而得出。
在大多數(shù)設(shè)備中,可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一側(cè)的熱阻明顯的高于另一側(cè),此側(cè)的熱阻成為控制熱阻??蓺こ痰臒嶙枋强刂苽?cè)時(shí),可以用增加折流板塊數(shù)或者縮小殼徑的方法,來增加殼側(cè)流體流速、減少傳熱熱阻,但是減少折流板間距是有限制的,一般不能小于殼徑的1/5或50mm。當(dāng)管程的熱阻是控制側(cè)時(shí),則依靠增加管成熟來增加流體流速。