管壳式换热器.ppt

管壳式换热器1)固定管板式换热器
结构：将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，管板与壳体固定在一起。
特点：
（1）结构比较简单、重量轻，成本低，在壳程程数相同的条件下可排的管数多；
（2）壳程不能检修和清洗，因此，宜于不易结垢和清洁的流体换热；
（3）当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生流体的泄漏。具有膨胀节的固定管板式换热器2)U形管式换热器
结构：管束由U形弯管组成，两端固定在同一块管板上，弯曲端不加固定，每根管子可自由伸缩，不受其他管子及壳体的影响。
特点：
（1）在需要清洗时可将整个管束抽出，但要清除管子内壁的污垢却比较困难；
（2）因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需用不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低；
（3）损坏的管子也难于调换，U形管管束的中心部分空间对换热器的工作有着不利的影响。3)浮头式换热器
结构：两端管板一端与壳体用法兰固定联接，称为固定端。另一端管板不与壳体联接而可相对于壳体滑动，称为浮头端。由于浮头位于壳体内部，故又称内浮头式换热器。
特点：
（1）管束的热膨胀不受壳体的约束，故壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力；
（2）在需要清洗和检修时，可将整个管束从固定端抽出；
（3）浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，使壳体直径增大，在管束与壳体之间形成了阻力较小的环形通道，产生旁流。
应用：主要用于管子和壳体间温差大、壳程介质腐蚀性强、易结垢的场合。由于结构复杂，金属消耗多，应用受到一定限制。4)填料函式换热器
结构：使一端管板固定、而另一端管板可在填料函中滑动，即将浮头露在壳体外面的浮头式换热器，所以又称外浮头式换热器。
特性：
（1）由于填料密封处容易泄漏，故不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒和高压流体的热交换；
（2）由于制造复杂，安装不便，因而不常采用。标准
国家标准：《钢制管壳式换热器》(标准号为GBl51-89)
最新标准：《管壳式换热器》(标准号为GBl51-1999)
国标适用范围：
(1)公称直径≤2000mm；(2)公称压力≤35MPa；
(3)公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积≯104。1：平盖；2：平盖管箱(部件)；3：接管法兰；4：管箱法兰；5：固定管板；6：壳体法兰；7：防冲板；8：仪表接口；9：补强圈；10：圆筒壳体；11：折流板；12：旁路挡板；13：拉杆；14：定距管；15：支持板；16：双头螺柱或螺栓；17：螺母；18：外头盖垫片；19：外头盖侧法兰；20：外头盖法兰；21：吊耳；22：放气口；23：凸形封头；24：浮头法兰；25：浮头垫片；26：无折边球面封头；27：浮头管板；28：浮头盖(部件)；29：外头盖(部件)；30：排液口；31：钩圈；32：接管；33：活动鞍座(部件)；34：换热管；35：挡管；36：管束(部件)；37：固定鞍座(部件)；38：滑道；39：管箱垫片；40：管箱短节；41：封头管箱(部件)；42：分程隔板Ⅰ级（或Ⅱ级）换热器管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构管子在管板上的固定与排列2)管子在管板上的排列
原则：
要保证管板有必要的强度，管子和管板的连接要坚固和紧密；
设备要尽量紧凑，以便减小管板和壳体的直径，并使管外空间的流通截面减小，以便提高管外流体的流速；
制造、安装和修理、维护简便。等边三角形排列：传热性能好，但流动阻力大；
同心圆排列：紧凑，布管均匀，但制造和装配比较困难；
正方形排列：清洗方便，流动阻力小，但传热性能差。3)管间距
两根管子中心线的距离称为管间距，其大小主要与管板强度和清洗管子外表所需间隙、管子在管板上的固定方法等有关。
采用焊接时，管间距太小，焊缝太近，就不能保证焊接质量
采用胀管时，过小的管间距会造成管板在胀接时由于挤压力的作用而产生变形，失去了管板与管子之间的连接力。对于多管程分程隔板处的管间距，最小应为管间距加隔板槽密封面的宽度4)布管限定圆
按在管子排列方式照上述方法时，换热器管束外缘直径受圆筒内径的限制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之内，布管限定圆直径DL值的大小按结构型式而异。
对于固定管板式、U形管式换热器管板对于U形管式、浮头管式等设备，为使壳程便于清洗，常将管板夹在壳体法兰和管箱法兰之间构成可拆连接。分程隔板常见管板分程布置折流板和支持板弓形折流板切口方向：卧式换热器分为缺口上、下方向交替排列（水平切口）和缺口左、右方向交替排列（垂直切口）两种
当流过壳程的全是气相或液相的清洁物料时，宜用水平切口。卧式换热器、冷凝器和再沸器，当壳程是气、液相共存或液体中带有固体的物料时，宜用垂直切口。缺口大小：按切去弓形弦高占壳体内径百分比（h/Di）来确定
单相换热：h/Di=(20-25)%
壳