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管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大,換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應力,導致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。根據(jù)所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。換熱器傳熱表面積垢,使傳熱條件大大惡化,使氣體的流動阻力也大大增大,這就降低了余熱回收設(shè)備的經(jīng)濟性,同時也降低了爐子設(shè)備的操作指標,比如當換熱器傳熱表面積積垢達到3毫米時,傳熱系數(shù)就降低了30%。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力。
?、诟☆^式換熱器管束一端的管板可自由浮動,完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復雜,造價較高。
(1)傳熱系數(shù)高 板式換熱器由于不同的波紋板相互倒置,構(gòu)成復雜流道,使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動,能在較低的雷諾效(~般Re=50~200)下產(chǎn)生紊流,所以傳熱系數(shù)高,一般認為是殼管式的3~5倍。 (2)對數(shù)平均溫差大,末端溫差小 在殼管式換熱器中,兩種流體分別在殼程和管程內(nèi)流動,總體上是錯流流動,對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小而板式換熱器多是并流或逆流流動方式,其修正系數(shù)通常在0.95左右。2,優(yōu)異的高導熱性碳化硅的導熱率幾乎等于常用石墨管的導熱率,并且遠高于其他材料的導熱率?! 〈送猓?、熱液體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面.無旁流,因此使得板式換熱器的末端溫差小,對水一水換熱可低于1℃,而殼管式換熱器一般為5℃。
換熱器的壓力試驗(以固定管板式為 例),不同類型的換熱器,其試驗方法略有差異。
首先拆下?lián)Q熱器的封頭,對殼程進行液壓(一般采用水)試驗。
當達到試驗壓力時,除了檢查換熱器殼體之外,應重點檢查換熱管與管板的連接接頭(一下簡稱接頭,)檢查接頭脹接或焊接處是否有滲漏。
若少數(shù)接頭有滲漏,可以 做好標記,卸壓后進行重新脹接獲焊接,然后再做壓力壓力試驗,直到合格為止。
管程試壓合格后,加墊片安裝封頭,再進行管程壓力試驗。
管殼式換熱器相對于普通的列管式換熱器具有的優(yōu)勢,適用溫度范圍廣、適應熱沖擊、熱應力自身消除、緊湊度高,由于自身的特殊構(gòu)造,使得流場充分發(fā)展,不存在流動死區(qū),尤其特別的,通過設(shè)置多股管程(殼程單股),能夠在一臺設(shè)備內(nèi)滿足多股流體的同時換熱。
管殼式換熱器是在芯筒與外筒之間的空間內(nèi)將傳熱管按螺旋線形狀交替纏繞而成,相鄰兩層螺旋狀傳熱管的螺旋方向相反,并采用一定形狀的定距件使之保持一定的間距。
纏繞管可以采用單根繞制,也可采用兩根或多根組焊后一起繞制。管內(nèi)可以通過一種,稱單通道型管殼式換熱器,也可分別通過幾種不同的介質(zhì),而每種介質(zhì)所通過的傳熱管均匯集在各自的管板上,構(gòu)成多通道型管殼式換熱器。家用暖氣換熱器結(jié)構(gòu)換熱器筒體外兩端有暖氣進、出水和自來水進、出水安裝口,筒體內(nèi)裝自來水,暖氣熱水通過筒體內(nèi)的盤管把筒體的自來水加熱。管殼式換熱器適用于同時處理多種介質(zhì)、在小溫差下需要傳遞較大熱量且管內(nèi)介質(zhì)操作壓力較高的場合,如制氧等低溫過程中使用的換熱設(shè)備等。