管壳式换热器传热机理
一般来说,管壳式换热器制造容易,生产成本低,选材范围广,清洗方便,适应性强,处理量大,工作可靠,且能适应高温高压。而转角三角形和正方形排列(见图b、c)在传热上称为直列,介质流动时有一部分是层流,对传热有不利影响。虽然它在结构紧凑性、传热轻度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比,但它由于具有前述的一些优点,因而在化工、石油能源等行业的应用
立式管壳式换热机组制造厂家
管壳式换热器传热机理
一般来说,管壳式换热器制造容易,生产成本低,选材范围广,清洗方便,适应性强,处理量大,工作可靠,且能适应高温高压。而转角三角形和正方形排列(见图b、c)在传热上称为直列,介质流动时有一部分是层流,对传热有不利影响。虽然它在结构紧凑性、传热轻度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比,但它由于具有前述的一些优点,因而在化工、石油能源等行业的应用中仍处于主导地位。
管壳式换热器是把管子与管板连接,再用壳体固定。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种,前面我们简要介绍过。
根据介质的种类、压力、温度、污垢和其他条件,管板与壳体的连接的各种结构型式特点,传热管的形状和传热条件,造价,维修检查方便等情况来选择设计制造各种管壳式换热器。
管壳式换热器类型:
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。③填料函式换热器:它有两种形式,一种是在管板上的每根管子的端部都有单独的填料密封,以保证管子的自由伸缩,当换热器内的管子数目很少时,才采用这种结构,但管距比一般换热器要大,结构复杂。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。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:
固定管板换热器
结构:管束连接在管板上,管板与壳体相焊。
优点:结构简单紧促,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U形管换热器多。
缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性元件(如膨胀节)。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束,维修成本较高。
适用范围:壳程侧介质清洁不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
管壳式换热器
换热器与管板的连接方式
管子于管板的连接,在管壳式换热器的设计中是一个比较重要的结构部分。他不仅加工工作量大,而且必须使每一个连接处在设备运作中,保证介质无泄漏及承受介质压力能力。
管子与管板的连接方式主要有以下三种:a胀接;b焊接;c胀焊接
胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况,特别适用于材料可焊性差(如碳钢换热管)及制造厂的工作量过大的情况。由于胀接管端处在焊接时产生塑性变 形,存在着残余应力,随着温度的升高,残余应力逐渐消失。
这样使管端处降低密封和结合力的作用,所以胀接结构受到压力和温度的限制,一般适用于设计压力 ≤4Mpa,设计温度≤300度,并且在操作中无剧烈动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀;
焊接连接具有生产简单、、连接可靠的优点。通过焊接,使管子对管板有较好的增将作用;并且还有可降低管孔加工要求,节约加工工时,检修方便等优点,故应优先采用。
此外,当介质毒性很大,介质和大气混合 易发生介质有性或管内外物料混合会产生不良影响时,为确保接头密封,也常采用焊接法。焊接法虽然优点甚多,因为他并不能完全避免“缝隙腐蚀”和焊 接节点的应力腐蚀,而且薄管壁和厚管板之间也很难得到可靠的焊缝。
焊接法虽然较胀接可以乃更高的温度,但是在高温循环应力的作用下,焊口极易发生疲劳裂 纹,列管与管孔存在间隙,当受到腐蚀介质的侵蚀时,以会加速接头的损坏。
因此,就产生了焊接和胀接同时使用的方法。这样不但能提高接头的性能,同时 可以降低缝隙腐蚀倾向,因而其使用寿命比单用焊接时长的多。在什么场合下适宜施行焊、胀接并用的方法,目前尚无统一标准。
通常在温度不太高而压力很高或介 质极易渗漏时,采用强度胀加密封焊(密封焊是指单纯防止渗漏而施行的焊接,并不保证强度)。浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6。当在压力和温度都很高的情况下,则采用强度焊加贴胀,(强度焊 是即使焊缝有严密性,又能保证接头具有较大的拉脱力,通常是指焊缝强度等于管子轴向负荷下的强度时的焊接)。
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