管殼式換熱器

　　管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束 ，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體;另一種在管外流動，稱為殼程 流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多 次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流 體湍動程度高，傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。

　　1.固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯成一體，結構簡單,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。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。

　　2.浮頭式換熱器 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，但結構比較復雜，造價較高。

　　3.U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，借助于管箱內的隔板分成進出 口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡單，但管程不易清洗。

　　管殼式換熱器

　　分類：固定管板式換熱器、浮動盤管換熱器、U形管式換熱器

　　固定管板式換熱器

　　1-封頭；2-管箱接管；3-管箱法蘭；4-墊片；5-管板；6-筒體法蘭；7-補償圈；8-筒體；9-折流板；10-換熱管；11-拉桿；12-鞍座；13-分程隔板

　　固定管板式換熱器管程和殼程中，流過不同溫度的流體，通過熱交換完成換熱。當兩流體的溫度差較大時，為了避免較高的溫差應力，通常在殼程的適當位置上，增加一個補償圈（膨脹節）。當殼體和管束熱膨脹不同時，補償圈發生緩慢的彈性變形來補償因溫差應力引起的熱膨脹。

　　固定管板式換熱器的構成和特點

　　固定管板式換熱器由管箱、殼體、管板、管子等零部件組成，其結構較緊湊，排管較多，在相同直徑下面積較大，制造較簡單。

　　固定管板式換熱器的結構特點是在殼體中設置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進出口管直接和封頭焊在一起，管束內根據換熱管的長度設置了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數。

　　固定管板式換熱器結構簡單，制造***低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規格***，故在工程上***應用。殼程清洗困難，對于較臟或有腐蝕性的介質不宜采用。當膨脹之差較大時，可在殼體上設置膨脹節，以減少因管、殼程溫差而產生的熱應力。

　　固定管板式換熱器的特點是：

　　1、旁路滲流較小

　　2、鍛件使用較少，造價低；

　　3、無內漏；

　　4、傳熱面積比浮頭式換熱器大20%～30%。

　　應用范圍：

　　石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業普遍應用的一種工藝設備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設備數量的40%左右，占總投資的30%-45%。近年來隨著節能技術的發展，應用領域不斷擴大，利用換熱器進行高溫和低溫熱能回收帶來了***的經濟效益。

　　浮動盤管換熱器

　　浮頭式換熱器簡介

　　圖1-1浮頭式換熱器結構簡圖

　　1-封頭；2-管箱接管；3-管箱法蘭；4-墊片；5-管板；6-筒體法蘭；7-補償圈；8-筒體；9-折流板；10-換熱管；11-拉桿；12-鞍座；13-分程隔板

　　管殼式換熱器是把換熱器與管板連接，再用殼體固定。固定管板式換熱器和浮頭式換熱器都屬于管殼式換熱器。固定管板式換熱器的兩端管板，采用焊接方式與殼體連接固定。浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內自浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管子受熱時，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應力。

　　浮頭式換熱器浮頭端結構，它包括圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側法蘭內側面設凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通；在凹型和梯型凹槽之間鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，設浮頭法蘭為凸型和梯型凸臺雙密封，分程隔板與梯型凸臺相通并位于同一端面的寬面法蘭，且凸型和梯型凸臺及分程隔板分別與浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相對應匹配，該浮頭法蘭與無折邊球面封頭組配焊接為浮頭蓋，其法蘭螺孔與浮頭管板的絲孔或螺桿相組配，用螺栓或螺帽緊固壓緊浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其墊片，該結構必要時可適當加大浮頭管板的厚度和直徑及圓筒的內徑，同時相應變更加大相關零部件的尺寸；另配置一無外力輔助鋼圈，其圈體內徑大于浮頭管板外徑，鋼圈一端設法蘭與外頭蓋側法蘭內側面凹型或梯型密封面連接并密封，另一端設法蘭或其他結構與浮頭管板原凹型槽及其墊片或外圓密封。

　　浮頭換熱器的特點

　　浮頭式換熱器的一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內自由移動，這個特點在現場能看出來。這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內。管束在使用過程中由溫差膨脹而不受殼體約束，不會產生溫差應力。其缺點是結構復雜，造價高（比固定管板高20%），在運行中浮頭處發生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質易結垢的條件。

　　U形管式換熱器

　　U形管式換熱器不同于固定管板式和浮頭式，只有一塊管板，換熱管作成U字形、兩端都固定在同一塊管板上；管板和殼體之間通過螺栓固定在一起。

　　U型管換熱器的特點

　　這種換熱器結構簡單、造價低，管束可在殼體內自由伸縮，無溫差應力，也可將管束抽出清洗且還節省了一塊管板；但U形管管內清洗困難且管子更換也不方便，由于U形彎管半徑不能太小，故與其他管殼式換熱器相比布管較少，結構不夠緊湊。

　　應用范圍

　　U形管式換熱器適用于冷熱流體溫差較大、管內走清潔不結垢的高溫、高壓、腐蝕性較大的流體的場合。

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