管殼式換熱器的分類及設計管殼式換熱器的標準

所謂的管殼式換熱器就是一種新型的換熱器設備，它又被工作人員稱為列管式換熱器，這種換熱器設備不僅結構簡單，而且容易清洗。那么，常見的管殼式換熱器有哪些類型？管殼式換熱器的設計標準和規范是什么？下面我們就“管殼式換熱器的分類及設計管殼式換熱器的標準和原則”來詳細了解下。

 

 

【常見管殼式換熱器有哪幾種類型】

 

由于管內外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內將產生很大熱應力，導致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當管束與殼體溫度差超過50℃時，需采取適當補償措施，以消除或減少熱應力。根據所采用的補償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：

 

 

① 固定管殼式換熱器 

 

管束兩端的管板與殼體聯成一體，結構簡單，但只適用于冷熱流體溫度差不大，且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。

 

② 浮頭式換熱器

 

管束一端的管板可自由浮動，完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出，便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣，但結構比較復雜，造價較高。

 

③ U型管換熱器

 

每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡單，但管程不易清洗。

 

非金屬材料換熱器 化工生產中強腐蝕性流體的換熱，需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類換熱器的換熱性能較差，只用于壓力低、振動小、溫度較低的場合。

 

管殼式換熱器流道的選擇 進行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：

 

①不潔凈和易結垢流體宜走管程，因管內清洗較方便；

 

②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時受腐蝕；

 

③壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；

 

④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數與流速無關，且冷凝液容易排。

 

操作強化 當管壁兩側傳熱分系數相差很大時（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應設法減小傳熱分系數低的一側的熱阻。如果管外傳熱分系數小，可采用外螺紋管（低翅片管），以加大管外一側的傳熱面積和流體湍動，減小熱阻。如果管內傳熱分系數小，可在管內設置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強管內擾動，強化換熱，當然這時流體的流動阻力也將加大。

 

【介紹管殼式換熱器的設計標準及規范】

 

管殼式換熱器結構復雜，不同結構形式的管板，受載荷情況、支承條件、邊界約束條件等諸因素的影響，強度計算過程復雜，方法也不統一。

 

大多數國家規范的管板強度計算公式一般是將管板簡化為一塊放在由換熱管支撐的彈性基礎上的軸對稱圓形開孔平板，受均布載荷及管孔的均勻削弱。在此基礎上，做了不同程度地簡化和假設，基本的假設如下。

 

 

1.如果管板的直徑遠遠超出管子的直徑，且管子的數量較多，則管束的支撐作用可簡化為均勻連續支撐管板的彈性基礎，該彈性基礎僅約束管板的擾度。

 

2.管孔對管板的整體剛度和強度均有削弱作用，該削弱作用的大小，由削弱系數來表征。

 

3.管板周邊部分較窄的不布管區簡化為與不布管區面積相等的圓環形實心板。

 

4.管板邊緣的轉角在連接部位處應協調一致。

 

5.當管板兼作法蘭時，考慮法蘭力矩對管板的作用。

 

6.考慮管子與殼程殼體的熱膨脹差所引起的溫度應力。各國規范雖然均認同以上假設，但由于管殼式換熱器的形式多樣，管板結構又相當復雜，具體某一假設，處理方式有所不同。

 

以上關于“常見管殼式換熱器有哪幾種類型”和“介紹管殼式換熱器的設計標準及規范”的介紹，希望能讓您了解“管殼式換熱器”帶來幫助。