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管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束至少有一端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度,从而提高传热效率。

管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因此换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两者温度相差很大,换热器内将产生很大的热应力,导致管子弯曲、断裂,或着从管板上拉脱。因此,一般当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减小热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

1、固定管板式换热器

管束两端的管板与壳体联成一体结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。

2、U管式换热器

每根换热管皆弯成U形,两端分别固定在同一管板上,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。


3、浮头式换热器

管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力,且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广,但结构比较复杂,造价较高。

 

 

产品标准:《热交换器》GB/T 151-2014

三种型式换热器的优缺点:

列管式换热器种类

优点

缺点

固定管板式

结构较简单、造价低。

管外清洗困难;管壳间有温差应力存在;当两种介质温差较大时必须设置膨胀节。

U形管式

只有一个管板;管束可以抽出清洗。

管内不便清洗;管板上布管少,结构不紧凑;管外介质易短路,影响传热效果,内层管子损坏后不易更换。

浮头式

管壳间不产生温差应力;管束可抽出,便于清洗。

结构较复杂,金属耗量较大;浮头处发生内漏时不便检查。

 

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