管殼式換熱器又稱列管式換熱器,是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用最廣的類型。
下面請看視頻詳細了解管殼式換熱器
視頻資料補充:
管殼式換熱器由管箱、殼體、管束等主要元件構(gòu)成。管束是管殼式換熱器的核心,其中換熱管作為導(dǎo)熱元件,決定換熱器的熱力性能。另一個對換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板(或折流桿)。管箱和殼體主要決定管殼式換熱器的承壓能力及操作運行的安全可靠性。
管殼式換熱器屬于間壁式換熱器,其換熱管內(nèi)構(gòu)成的流體通道稱為管程,換熱管外構(gòu)成的流體通道稱為殼程。管程和殼程分別通過兩不同溫度的流體時,溫度較高的流體通過換熱管壁將熱量傳遞給溫度較低的流體,溫度較高的流體被冷卻,溫度較低的流體被加熱,進而實現(xiàn)兩流體換熱工藝目的。
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(yīng)力,導(dǎo)致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當(dāng)管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當(dāng)補償措施,以消除或減少熱應(yīng)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:
結(jié)構(gòu):管束連接在管板上,管板與殼體相焊。
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)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形管換熱器多。
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(yīng)力,為此應(yīng)需要設(shè)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(cè)介質(zhì)清潔不易結(jié)垢,不能進行清洗,管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場合。
結(jié)構(gòu):兩端管板中只有一端與殼體固定,另一端可相對殼體自由移動,稱為浮頭。浮頭由浮頭管板,鉤圈和浮頭蓋組成,是可拆連接,管束可從殼體中抽出。管束與殼體的熱變形互不約束,不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。
優(yōu)點:可抽式管束,當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時,管束可抽出進行機械清洗,適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動,無需考慮溫差應(yīng)力,可用于大溫差場合。
缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高,設(shè)備笨重,材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時,易產(chǎn)生內(nèi)漏。
適用范圍:適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業(yè)或乙烯行業(yè)中應(yīng)用較多,由于內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。
結(jié)構(gòu):只有一塊管板,管束由多跟?U?形管組成,管的兩端固定在同一塊管板上,換熱管可以自由伸縮。
優(yōu)點:以?U?形管尾部的自由浮動解決了溫差應(yīng)力的問題。結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,承壓能力強。
缺點:由于受管彎曲半徑的限制,布管較少。殼程流體易形成短路。壞一根U形管相當(dāng)于兩根管,報廢率較高。
適用范圍:是換熱器中唯一可用于高溫,高壓,高溫差的換熱器。適用于管殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗,又不適宜采用浮頭式和固定管板的場合。
結(jié)構(gòu):特點與浮頭式相似。浮頭部分在殼體外,在浮頭與殼體的滑動接觸面處采用填料函密封結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點:由于采用填料函密封結(jié)構(gòu),使得管束在殼體內(nèi)可以自由伸縮,避免了熱應(yīng)力。加工制造方便,節(jié)省材料,造價低,由于可抽芯,維修方便。
缺點:填料處易產(chǎn)生泄露。
適用范圍:一般適用于2.5MPa以下的工作條件且不能用于易揮發(fā),易燃易爆,有毒及貴重介質(zhì)的工況。使用溫度受限于填料的物性。目前使用較少。
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