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管壳式换热器可分为几种类型?

来源:/news/364.html发布时间:2020-03-17

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。以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。

但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。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。所以,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,濮阳海林特种设备换热器制造企业管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

1、固定管板换热器
结构:管束两端管板采用焊接方法与壳体固定连接的管壳式换热器。

优点:结构简单紧凑,能承受较高压力,造价低。不会内漏。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。传热面积比浮头式换热器大20%~30%。

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组件(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。易产生温差力,管板与管头之间易产生温差应力而损坏。管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低。

使用范围: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。

2、浮头换热器
结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。管束与壳体的热形变互不约束,不会产生热应力。

优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动,介质间温差不受限制,无需考虑温差应力。

缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时易产生内漏。
适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。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,一般情况下温度小于等于450度,压力小于等于兆帕。还可用于管程易腐蚀场合。

3、U型管换热器
结构:只有一块管板,管束由多根U形管组成,管的两端固定在同一块管板上,换热管可以自由伸缩。

优点:以U型管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单,价格便宜,承压能力强。密封面少,运行可靠,造价低。;管束可抽出,管间(壳程)清洗方便。

缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U型管相当于坏两根管,报废率较高。管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。

适用范围:是换热器中唯一可用于高温、高压、高温差的换热器。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。

4、填料函式换热器
结构:特点和浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。管束一端与管板固定、一端与壳体间采用外置填料函密封的管壳式换热器。

优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳体内可以自由伸缩,避免了热应力。结构简单,加工制造方便,节省材料、造价低,由于可抽芯,易于检修、清洗。

缺点:填料处易产生泄露。壳程不宜走易挥发、易燃、易爆及有毒的介质。
适用范围:一般适用于4MPa以下的工作条件且不能用于易挥发、易燃易爆、有毒及贵重介质的工况。适用温度受限于填料的物性。目前适用较少。

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