管殼式換熱器主要分為以下幾類:


 1. 固定管板式(shi)換熱器(qi)


   管(guan)(guan)殼式(shi)換熱(re)器主要是(shi)(shi)由(you)殼體(ti)(ti)、管(guan)(guan)束、管(guan)(guan)板、管(guan)(guan)箱(xiang)及折流板等組成,具體(ti)(ti)結構如(ru)圖(tu)7.4。“固定(ding)管(guan)(guan)板”是(shi)(shi)指管(guan)(guan)板和殼體(ti)(ti)之間也是(shi)(shi)剛性連(lian)接在一起(qi),相互之間無(wu)相對移動,固定(ding)管(guan)(guan)板式(shi)換熱(re)器適用于殼程(cheng)流體(ti)(ti)清(qing)潔、不易結垢、管(guan)(guan)程(cheng)常(chang)要清(qing)洗、冷熱(re)流體(ti)(ti)溫(wen)差不太大的場合。


   結構:管子的兩(liang)端分別固定在兩(liang)塊管板上,管板與殼(ke)體相焊。


   優(you)點(dian):結(jie)構簡單(dan)、布(bu)局緊湊,能承受較高壓力(li),造價低,管程(cheng)清(qing)洗方便,管子損(sun)壞時方便堵管或更換(huan)。排管數比(bi)U形管換(huan)熱器多。


   缺點:管束與殼體的(de)壁溫或材料的(de)線脹系數相差較大(da)時,殼體和管束中將產生(sheng)較大(da)熱(re)應力(li),為此應需要設置柔性(xing)元(yuan)件(如膨脹節)。不能(neng)抽(chou)芯,無法(fa)進行機械(xie)清洗,不能(neng)更(geng)換管束,必須采用化學(xue)方法(fa)清洗,維修成本較高,因(yin)此要求殼程流體不易結(jie)垢。


  適用范圍:殼(ke)程側介質清潔不(bu)易結垢、管程與殼(ke)程兩(liang)側溫(wen)差不(bu)大(da)或溫(wen)差較大(da)但殼(ke)側壓力不(bu)高的場(chang)合。


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 2. 浮頭式換(huan)熱器(見圖7.5)


   結構:浮頭(tou)式換(huan)熱器(qi)兩端(duan)管板(ban)中只有(you)一(yi)(yi)端(duan)與殼體固定,另一(yi)(yi)端(duan)可相對殼體自由(you)移動(dong),稱為浮頭(tou)。浮頭(tou)由(you)浮頭(tou)管板(ban)、鉤(gou)圈和浮頭(tou)蓋組成(cheng),是(shi)可拆連接,管束可從殼體中抽出。管子受熱時(shi),管束連同浮頭(tou)可以(yi)沿軸(zhou)向自由(you)伸縮,完全消除了溫差應力。


   優點:可(ke)抽式管束(shu),當換(huan)熱管為正方形(xing)或轉角正方形(xing)排列時,管束(shu)可(ke)抽出進行機械清洗(xi),適用于易結垢及堵塞(sai)的工況(kuang)。一端可(ke)自由浮動,不需考慮(lv)溫差應力,可(ke)用于大溫差場合。


   缺點(dian):結構復雜,造價高(gao),設(she)備笨(ben)重,材料(liao)消耗大。浮(fu)頭端結構復雜,影響排(pai)管數。浮(fu)頭密(mi)封面(mian)在操作時,易產生內(nei)漏。浮(fu)頭處若密(mi)封不(bu)嚴(yan)會造成(cheng)兩種流(liu)體混(hun)合且不(bu)易察覺(jue)。


 適用范圍:適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質易結垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業或乙烯行業中應用較多,由于內浮頭結構限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa ,Tmax≤400℃ 。


 浮頭(tou)(tou)式再沸器(qi)與浮頭(tou)(tou)式換熱器(qi)結(jie)構類似(si),見圖7.6。殼體內上部(bu)空間是供殼程流體蒸發(fa)用的(de),所以也(ye)可將其稱為帶蒸發(fa)空間的(de)浮頭(tou)(tou)式換熱器(qi)。


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 3. U形管式(shi)換熱器(qi)


   U形(xing)管(guan)(guan)(guan)式換熱器(qi)不同于固定(ding)管(guan)(guan)(guan)板式和(he)浮頭式,只有一塊管(guan)(guan)(guan)板,管(guan)(guan)(guan)束由多根U形(xing)管(guan)(guan)(guan)組成,兩端都固定(ding)在同一塊管(guan)(guan)(guan)板上;管(guan)(guan)(guan)板和(he)殼體之(zhi)間(jian)通過螺栓固定(ding)在一起,其結(jie)構如圖7.7所示。管(guan)(guan)(guan)的兩端固定(ding)在同一塊管(guan)(guan)(guan)板上,換熱管(guan)(guan)(guan)可以自由伸(shen)縮。


   優點:以U形管(guan)(guan)尾部的(de)自由浮動解決了溫(wen)差應力(li)的(de)問題,管(guan)(guan)束可(ke)在(zai)殼(ke)體內(nei)自由伸縮,也可(ke)將管(guan)(guan)束抽出清洗,同時還(huan)節(jie)省了一(yi)塊管(guan)(guan)板,結構簡單,價格便宜,承壓能(neng)力(li)強。


   缺點(dian):U形管(guan)管(guan)內清(qing)洗困難且管(guan)子更換不方便。由(you)于受管(guan)彎曲(qu)半徑的限制,布(bu)管(guan)較少(shao)。殼程(cheng)流體易形成(cheng)短(duan)路。壞(huai)一根U形管(guan)相當于壞(huai)兩根管(guan),報廢率較高。與其他管(guan)殼式(shi)換熱器相比(bi)布(bu)管(guan)較少(shao),結構(gou)不夠緊(jin)湊(cou)。


   適用(yong)(yong)范(fan)圍:U形管(guan)(guan)式換熱(re)器適用(yong)(yong)于冷熱(re)流(liu)體(ti)(ti)溫(wen)(wen)差較大(da)、管(guan)(guan)內(nei)走清潔不結垢(gou)的(de)高溫(wen)(wen)、高壓、腐蝕(shi)性(xing)較大(da)流(liu)體(ti)(ti)的(de)場合,適用(yong)(yong)于管(guan)(guan)殼壁溫(wen)(wen)差較大(da)或(huo)殼程介質(zhi)結垢(gou)需要清洗(xi),又不宜采用(yong)(yong)浮頭式和固定管(guan)(guan)板的(de)場合。


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 4. 填料(liao)函式換熱器


   填料函(han)式(shi)換熱(re)器與浮頭式(shi)相似,只是浮動(dong)(dong)管板一(yi)端與殼(ke)(ke)(ke)體(ti)之間采用填料函(han)密封(feng),如圖7.8所示。浮頭部分在殼(ke)(ke)(ke)體(ti)外,在浮頭與殼(ke)(ke)(ke)體(ti)的滑動(dong)(dong)接觸面處(chu)采用填料函(han)密封(feng)結構。


   優(you)點:由于(yu)(yu)(yu)采用(yong)填料函密(mi)封結(jie)構(gou),使得管束在殼(ke)體內(nei)可以(yi)自由伸(shen)縮,避免(mian)了熱應力。加工制造(zao)(zao)方(fang)便(bian),節(jie)省材料,由于(yu)(yu)(yu)可抽(chou)芯,維修方(fang)便(bian)。由于(yu)(yu)(yu)減少(shao)了殼(ke)體大(da)蓋,它的結(jie)構(gou)較(jiao)浮頭(tou)(tou)(tou)式換熱器簡(jian)單(dan),造(zao)(zao)價也較(jiao)低(di),具(ju)有(you)浮頭(tou)(tou)(tou)式的優(you)點且結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)、制造(zao)(zao)方(fang)便(bian)、易(yi)于(yu)(yu)(yu)檢修清洗(xi),特(te)別是對腐蝕(shi)嚴(yan)重、溫差(cha)較(jiao)大(da)而(er)經常(chang)要(yao)更換管束的冷卻器,采用(yong)填料函式比浮頭(tou)(tou)(tou)式和固(gu)定管板式更為優(you)越(yue)。


   缺點:填料處(chu)易(yi)產生泄漏;工(gong)作壓(ya)力和溫(wen)度(du)受一定限制(zhi),直(zhi)徑(jing)也不宜過大(da)(da)。由(you)于(yu)填料密封(feng)性所限,不適用于(yu)殼(ke)程流體易(yi)揮發、易(yi)燃、易(yi)爆及(ji)有毒(du)的(de)(de)情況(kuang)。目(mu)前所使用的(de)(de)填料函式換熱器直(zhi)徑(jing)大(da)(da)多在(zai)(zai)700mm以下,大(da)(da)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)用得很少,尤其(qi)在(zai)(zai)操(cao)作壓(ya)力及(ji)溫(wen)度(du)較高的(de)(de)條件下采用更少。


   適用范圍(wei):一般適用于2.5MPa以下的工作條(tiao)件(jian)且不能用于易(yi)揮發、易(yi)燃(ran)易(yi)爆、有毒(du)及(ji)貴(gui)重介質的工況。使用溫度受限于填料的物性。目前(qian)使用較(jiao)少。


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 5. 雙(shuang)重管式(shi)換(huan)熱器


   雙重管(guan)(guan)(guan)式(shi)換(huan)(huan)熱器將一組管(guan)(guan)(guan)子插入另一組相應的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)子中而構成的(de)(de)(de)換(huan)(huan)熱器,見圖7.9。管(guan)(guan)(guan)程流(liu)(liu)(liu)體(B流(liu)(liu)(liu)體)從(cong)(cong)管(guan)(guan)(guan)箱進口管(guan)(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)入,通過(guo)內插管(guan)(guan)(guan)到達外(wai)套(tao)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)底部(bu),然(ran)后反向(xiang),通過(guo)內插管(guan)(guan)(guan)和外(wai)套(tao)管(guan)(guan)(guan)之(zhi)間的(de)(de)(de)環形空(kong)間,最后從(cong)(cong)管(guan)(guan)(guan)箱出(chu)口管(guan)(guan)(guan)流(liu)(liu)(liu)出(chu)。其特點是內插管(guan)(guan)(guan)與外(wai)套(tao)管(guan)(guan)(guan)之(zhi)間沒有約束,可自由伸縮(suo)。因此,它適用于(yu)溫差(cha)很大(da)的(de)(de)(de)兩流(liu)(liu)(liu)體換(huan)(huan)熱。但管(guan)(guan)(guan)程流(liu)(liu)(liu)體的(de)(de)(de)阻力較大(da),設備造價較高。



 6. 雙管板換熱器


   雙(shuang)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)換(huan)熱(re)器的管(guan)子兩(liang)端分別連(lian)接(jie)在兩(liang)塊(kuai)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)上,見圖7.10。雙(shuang)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)換(huan)熱(re)器兩(liang)塊(kuai)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)之間留有一定的空間,并(bing)裝設開(kai)孔接(jie)管(guan)。當管(guan)子與一側管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)的連(lian)接(jie)處發生泄漏(lou)時,漏(lou)入的流體在此空間內收集起來,通過接(jie)管(guan)引出,因(yin)此可(ke)保證殼(ke)程流體和(he)管(guan)程流體不(bu)致相(xiang)互(hu)竄漏(lou)和(he)污染(ran)。雙(shuang)管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)換(huan)熱(re)器主要(yao)用(yong)于嚴格要(yao)求參與換(huan)熱(re)的兩(liang)流體不(bu)互(hu)相(xiang)竄漏(lou)的場合(he),但造價(jia)比固定管(guan)板(ban)(ban)(ban)(ban)式(shi)換(huan)熱(re)器高。


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