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常見的管箱結(jié)構(gòu)大致可以分為以下幾類,如上圖所示。
A 型管箱可用于單管程和多管程,優(yōu)點是便于清洗換熱器的管程;缺點是管箱蓋結(jié)構(gòu)用材較多,當尺寸較大時,需要鍛件,故建議A 型管箱宜用于DN≤900mm 的場合。
B 型管箱用于單管程和多管程,優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,便于制造;缺點是檢修和清洗管程的換熱管內(nèi)時,需將管箱上的接管法蘭和設備法蘭拆開,并取下整體管箱。
C 型管箱該管箱是多管程換熱器的返回管箱。
D 型管箱該管箱用于單管程換熱器的進出口管箱。
L型后封頭:和A型前封頭相同;M型后封頭:和B型前封頭相同;N型后封頭:和N型前封頭相同;
U型:U型管束,管束可移動,殼側(cè)容易清洗;熱膨脹處理,經(jīng)濟(無法蘭);缺點是管側(cè)無法清洗,更換管束困難,彎頭部位容易沖刷損傷。
P型封頭和W型封頭已經(jīng)被淘汰,不在使用。S型封頭:其尺寸特點是其后封頭要比殼體的直徑大,優(yōu)點是可以解決換熱器設計過程中的兩個問題,一是可以消除換熱器的熱應力,二是換熱器的管殼側(cè)都可以進行清洗。
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用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費用為目標,反復調(diào)整設備尺寸,進行優(yōu)化計算而得出。
在大多數(shù)設備中,可能會發(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,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。當管程的熱阻是控制側(cè)時,則依靠增加管成熟來增加流體流速。
設備結(jié)構(gòu)的選擇
對于一定的工藝條件,首先應確定設備的形式,例如選擇固定管板形式還是浮頭形式等。參照下表1-7.
在換熱器設計過程中,強化傳熱總的目標概括有:在給定換熱量下減少換熱器的尺寸;提高現(xiàn)有換熱器的性能;減小流動工質(zhì)的溫差;或者降低泵的功率。
傳熱過程是指兩種流體通過硬設備的壁面進行熱交換的過程,按照流體的傳熱方式基本上可以分為無相變和有相變兩種類型。無相變過程強化傳熱技術(shù)的研究,一般依據(jù)控制熱阻側(cè)而采取相應的措施:
如采用擴展管內(nèi)或者管外表面;采用管內(nèi)插異物;改變管束支撐件形式;加入不互溶的低沸點添加劑等方法,以增強傳熱效果。