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管殼式換熱器屬于間壁式換熱器,其換熱管內(nèi)組成的流體通道稱為管程,換熱管外組成的流體通道稱為殼程。管程以及殼程分別經(jīng)過兩個不一樣溫度的流體時,溫度相對高的流體經(jīng)過換熱管壁把熱量傳遞給溫度相對低的流體,溫度相對高的流體被冷卻,溫度相對低的流體被加熱,進而完成兩流體換熱工藝的目標。
管殼式換熱器關鍵由管箱、管板、管子、殼體以及折流板等組成。一般圓筒形為殼體;直管或U形管為管子。管殼式換熱器廠家為把換熱器的傳熱效能提高,也能使用螺紋管、翅片管等。管子的安排有等邊三角形、正方形、正方形斜轉45°以及同心圓形等幾種方式,為常見的是前面三種。
依照三角形部署時,在一樣直徑的殼體內(nèi)能排列相對多的管子,以把管殼式換熱器傳熱面積增加,但管間很難用機械辦法清洗,也相對大的流體阻力。在管束中橫向部署一些折流板,引導殼程流體幾次改變流動目標,管子有效地沖刷,以把傳熱效能提高,同時對管子起支承作用。弓形、圓形以及矩形等是折流板的形狀。為把殼程以及管程流體的流通截面減小、流速加快,以把傳熱效能提高,能在管箱以及殼體內(nèi)縱向安排分程隔板,把殼程分為二程以及把管程分為二程、四程、六程以及八程等。管殼式換熱器的傳熱系數(shù),水換熱在水時為1400~2850瓦每平方米每攝氏度〔W/(m(℃)〕;氣體用水冷卻時,為10~280W/(m(℃);水蒸汽用水冷凝時,為570~4000W/(m(℃)。
根據(jù)其采用的補償措施,列管式換熱器可分為以下幾種主要類型:
1、固定管板換熱器
結構:管束連接在管板上,管板與殼體相焊。
優(yōu)點:結構簡單緊促,能承受較高壓力,造價低,管程清洗方便,管子損壞時方便堵管或更換。排管數(shù)比U形管設備多。
缺點:管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時,殼體和管束中將產(chǎn)生較大熱應力,為此應需要設置柔性元件(如膨脹節(jié))。不能抽芯無法進行機械清洗。不能更換管束,維修成本較高。
適用范圍:殼程側介質(zhì)清潔不易結垢,不能進行清洗,管程與殼程兩側溫差不大或溫差較大但殼側壓力不高的場合。
管殼式換熱器的應用介紹
目前管殼式換熱器的應用非常廣泛。其布局簡單、牢固、易于制造、數(shù)據(jù)范圍廣、處理量大、適應性強。但在傳熱效率、設備緊湊性、單位傳熱面積金屬消耗等方面稍遜于各類板式冷凝器。這種冷凝器通常包括固定管板、U型管和浮頭。管式冷凝器主要由殼體、管板、花板牽制和頂蓋組成。
在圓殼體內(nèi)設有平行牽制,管型的兩端固定在管板上。管道在管板上的固定辦法一般回收焊接法或脹接法。上蓋設有進出口管,通過螺釘與殼體兩端法蘭連接,上蓋與管板形成流體分派室。管式冷凝器在換熱過程中,冷卻水從頂蓋連吸收進入管內(nèi)流動,管內(nèi)稱為管程;有害蒸汽在牽制與殼體之間的間隙流動,管程稱為殼程;牽制的外部產(chǎn)品是傳熱面積。在冷凝回收過程中,無論是對飽和蒸汽還是不凝性氣體,一般好在程度冷凝器殼程冷凝,因為它在傳熱、壓降和清洗方面是合理的。