16.第十六章 管壳式换热器.ppt

第十六章 管壳式换热器 使热量从热流体传递到冷流体（或反之）的设备称为换热器。 换热器的分类 1.直接接触式换热器(混和式换热器) 2.蓄热式换热器(回流式换热器) 3.间壁式换热器(间接式换热器) 2. 蓄热式换热器 适于高温气体热量的回收或冷却。 如回转式空气预热器。 3. 间壁式换热器 冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。 如各种管式、板式结构的换热器。 ①管式换热器 主要包括：蛇管，套管、列管式换热器； ②板式换热器 主要包括：平板式，螺旋板式、板翅式换热器。 4. 特殊类型换热器 管壳式换热器又称列管式换热器，传热效果较好，适应性强，操作弹性大，使用经验成熟，尤其适用于高温、高压和大型装置中。 管壳式换热器主要由管板、管束、管箱、折流板、接管、壳体、封头等部分组成。 换热管固定在管板上形成一组管束，管束外套有圆筒形薄壳，即壳体。进行热交换时，一种流体在管内流动，其行程成为管程；另一种流体在管束与壳体的空隙中流动，称为壳程。管束的壁面即为传热面。 一端管板固定，另一管板可浮动（浮头）。 管束可在壳体内自由伸缩，不会产生热应力。可用于温差较大的两种介质的换热。管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间和管内。 缺点：结构复杂，造价高，浮头处的泄漏不易发现； 是浮头式的改型结构，把原置于壳体内部的浮头移出壳体，并采用填料函密封。 只有一块管板，换热管弯成U形，管箱分程。结构简单，造价低。无温差应力。 缺点：管内清洗困难，排管数少。 适用于壳程流体易结垢，或壳体壁温与管壁温之差较大的场合，但要求管程流体较清洁，不易结垢。 §16-2 管壳式换热器的主要零部件 管壳式换热器的主要元件：壳体、前后管箱、管板、管束、折流板或支持板、接管、法兰、支座及附件等组成。 一、壳体 按内压容器强度计算进行，固定管板式要进行温差应力计算 换热管管径越小，换热器单位体积的传热面积就越大，设备就越紧凑，但制造麻烦。洁净的流体可取小管径；常用的规格有Φ19×2、Φ25×2.5、Φ38×2.5、 Φ57×3.5等规格。 管子材料，应根据设计压力、温度、介质腐蚀等选择，有10 、 20、1Cr18Ni9Ti、Cu、Al等。对于低压、强腐蚀性介质的换热器可选用石墨、聚四氟乙烯。 管子长度，推荐管长有1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，4.5，6.0，7.5，9.0，12.0m，其中以3m和6m最为普遍。 6.管子与管板的连接 管子与管板的连接有三种形式 胀接 焊接 胀焊结合 要求：①良好的气密性；②足够的结合力。  固定管板式换热器管板与壳体的连接 ①兼做法兰 ②不兼做法兰 浮头式、U型管式及填料函式换热器固定端管板与壳体的连接 五、波形膨胀节 膨胀节依靠易变形的挠性构件对管子与壳体的热膨胀差进行补偿，以此来降低壳体与管子间的温差应力。 1）波形膨胀节（U型膨胀节） 2）平板膨胀节 3） ?形膨胀节 4）夹壳膨胀节 采用拉杆固定，常用的拉杆形式： 为防止壳程进口处流体直接冲击换热管， 在壳程物料进口处设置防冲挡板。 若壳程介质是蒸汽，可采用扩大管以起缓冲作用。 排液的换热器应在壳程的最高、最低点，分别设置排气、排液接管。 八、列管式换热器型号的表示方法： XXX：第一字母代表前端管箱型式，第二字母代表壳体型 式 ，第三字母代表后端结构。 DN：公称直径(mm)。 Pt/Ps：管/壳程设计压力（MPa），压力相等时只写Pt。 A：公称换热面积 m2 LN/d： LN －公称长度，m；d－换热管外径，mm Nt /Ns：管/壳程数，单壳程时只写Nt。 Ⅰ(或Ⅱ)： Ⅰ级换热器(或Ⅱ级换热器) §16-3 其它型式管式换热器 一、蛇管式换热器 优点：结构简单，能耐高压，传热面积易于增减； 缺点：设备结构不紧凑，金属耗用量大，一般用于换热量不大的场合。 它是在管的表面上加装一定形式的翅片，主要用于两种流体的对流传热系数相差较大时。 每块板的4个角上有圆孔，其中一对圆孔和板间相通，而另外一对圆孔通过加装垫片和板内相隔，在相邻板上错开以分别形成两流体通道，从而使两流体交错地流过板片两侧通过板片进行换热。 2. 板式换热器的主要特点 优点：①总传热系数高。 ②结构紧凑。单位体积提供的传热面积大，可达到 250～1000m2/m3。 ③操作灵活性大。因具有可拆结构，根据生产需要通过调节板数增减传热面积，检修和清洗方便。 ④两流体严格成逆流，传热推动力大。 缺点：允许的操作压强和温度低。 它是由两张互相平行的薄金属板，卷制成同心的螺旋形通道。 在其中央设置隔板将两通道隔开，两板间焊有定距柱以维持通道间距，螺旋板两侧焊有盖板和接管。两流体分别在两通道内流动