管壳式换热器有哪些结构组成?
管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用广的类型。
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。管壳式换热
钢制管壳式换热机组价格
管壳式换热器有哪些结构组成?
管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用广的类型。
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。管壳式换热器壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。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分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,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。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。
FPR浮动盘管容积式换热器流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。图示为简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
管壳式换热器的维修方法:
管壳式换热器由于是由管束组成,并且自身重量体积都比较大,所以在检修抽管时需要留出管束一样长的距离,故占地较多,还需配备必要的起吊检修设施,所以其在维修的时候过程相对较为麻烦,维修的时间也叫长。
管壳式换热器在设计的时候其寿命大概为30年左右,大修周期4年左右,如果换热器发生泄漏,可能是管子与管板间的泄漏或是管子引起的泄漏,可以采用堵管的办法在短时间内恢复工作性能,管壳式换热器允许有7%的堵管裕量。对于管内的清洗可以根据需要采用胶球清洗装置进行定期的机械清洗,这种维修方法比较简单。
对一个管壳式换热器进行温度和压力载荷作用下的有限元强度分析,并对这两种载荷作用 下的结构应力响应做分类研究,然后对结构进行改进,作同样的分析。比较这些结果,得出考虑温度载荷作用下的换热器强度校核的规律和结构设计的特点。
管壳式换热器是化工、石油、轻工、能源等工业应用广泛的过程设备之一,它具有选材范围广,换热表面清洗较方便,适用性较强,处理能力大,能承受高温和高压等特点。管壳式换热器的结构设计主要依据是GB151[1],GB151 中关于换热器管板强度校核是根据弹性基础上薄板理论,在轴对称结构的条件下,将薄板的三维变形简化为二维梁式变形,由此来计算其强度的。而换热器壳体厚度的选择,主要是根据壳体所受到的壳程压力来确定。
换热器由于其工作特点,不仅有管程压力和壳程压力等载荷作用,而且还要受到工作介质的温度载荷作用。在GB151 中对压力载荷,给出了管板和壳体的尺寸选择,及固定管板兼作法兰的管板和壳体的连接方式。然而,对于在温度载荷作用下,这些尺寸却没有具体的说明要求。
本文通过一个管壳式换热器的强度校核,将载荷分类为压力载荷和温度载荷,来说明结构在这些载荷作用下的应力响应特点,进而提出该结构改进的意见。本文采用三维有限元的分析方法,来研究其内在规律。

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