管殼式換熱(re)器主要分(fen)為以(yi)下幾類(lei):
1. 固定管板式(shi)換(huan)熱器
管(guan)(guan)(guan)(guan)殼(ke)式換(huan)熱(re)器主要(yao)是由殼(ke)體(ti)(ti)(ti)、管(guan)(guan)(guan)(guan)束、管(guan)(guan)(guan)(guan)板、管(guan)(guan)(guan)(guan)箱及(ji)折流板等(deng)組成,具體(ti)(ti)(ti)結構如(ru)圖7.4。“固(gu)定(ding)管(guan)(guan)(guan)(guan)板”是指管(guan)(guan)(guan)(guan)板和(he)殼(ke)體(ti)(ti)(ti)之(zhi)間也是剛性連接在一起,相互(hu)之(zhi)間無相對移動,固(gu)定(ding)管(guan)(guan)(guan)(guan)板式換(huan)熱(re)器適用(yong)于殼(ke)程流體(ti)(ti)(ti)清潔、不易結垢、管(guan)(guan)(guan)(guan)程常(chang)要(yao)清洗、冷熱(re)流體(ti)(ti)(ti)溫差不太大(da)的場(chang)合。
結構(gou):管(guan)(guan)(guan)子的兩(liang)(liang)端分別固定在兩(liang)(liang)塊管(guan)(guan)(guan)板上,管(guan)(guan)(guan)板與(yu)殼(ke)體相焊。
優點:結構簡單、布局緊湊,能承(cheng)受較高壓力,造(zao)價(jia)低(di),管(guan)(guan)(guan)程清洗方便,管(guan)(guan)(guan)子(zi)損壞(huai)時方便堵管(guan)(guan)(guan)或更換。排管(guan)(guan)(guan)數比(bi)U形管(guan)(guan)(guan)換熱(re)器多。
缺點:管(guan)(guan)束與殼(ke)體的壁溫或材(cai)料的線脹系數相差較大時,殼(ke)體和(he)管(guan)(guan)束中將產生較大熱應力,為此應需要設置柔性元件(jian)(如膨脹節)。不能(neng)抽芯(xin),無(wu)法(fa)進行機械清(qing)洗,不能(neng)更(geng)換管(guan)(guan)束,必須采用化學(xue)方法(fa)清(qing)洗,維修(xiu)成本較高(gao),因此要求殼(ke)程流體不易結垢。
適(shi)用范(fan)圍(wei):殼(ke)程側介質(zhi)清潔不易結(jie)垢、管程與殼(ke)程兩側溫差不大(da)或溫差較大(da)但殼(ke)側壓(ya)力不高的(de)場合。

2. 浮頭式換(huan)熱器(見圖(tu)7.5)
結構:浮(fu)(fu)頭(tou)式換熱器(qi)兩端(duan)管板(ban)中(zhong)只有一端(duan)與殼(ke)體固(gu)定,另一端(duan)可(ke)(ke)相對殼(ke)體自(zi)由(you)移動,稱(cheng)為浮(fu)(fu)頭(tou)。浮(fu)(fu)頭(tou)由(you)浮(fu)(fu)頭(tou)管板(ban)、鉤(gou)圈和浮(fu)(fu)頭(tou)蓋(gai)組成,是可(ke)(ke)拆連接,管束(shu)可(ke)(ke)從殼(ke)體中(zhong)抽出。管子(zi)受熱時,管束(shu)連同浮(fu)(fu)頭(tou)可(ke)(ke)以沿軸(zhou)向自(zi)由(you)伸縮,完全消除了溫(wen)差應力(li)。
優(you)點:可(ke)抽(chou)式管(guan)(guan)束,當換熱管(guan)(guan)為(wei)正(zheng)方(fang)(fang)形或轉角正(zheng)方(fang)(fang)形排列時,管(guan)(guan)束可(ke)抽(chou)出進(jin)行機械清洗,適用于(yu)易結垢及(ji)堵塞的(de)工況。一端可(ke)自由浮動,不(bu)需考慮(lv)溫差(cha)應(ying)力,可(ke)用于(yu)大溫差(cha)場合。
缺(que)點:結(jie)構復(fu)(fu)雜,造價高,設備笨重(zhong),材(cai)料消耗大。浮頭(tou)(tou)端結(jie)構復(fu)(fu)雜,影響(xiang)排管數。浮頭(tou)(tou)密(mi)(mi)封(feng)面(mian)在操作(zuo)時,易產生內漏。浮頭(tou)(tou)處若密(mi)(mi)封(feng)不(bu)嚴會造成兩種流(liu)體混合且(qie)不(bu)易察覺。
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℃ 。
浮頭式(shi)再沸器(qi)與(yu)浮頭式(shi)換熱器(qi)結(jie)構類似,見圖7.6。殼體內上部空間是供殼程流體蒸發用的,所以也可將其稱(cheng)為帶蒸發空間的浮頭式(shi)換熱器(qi)。

3. U形管式換熱器
U形管(guan)式換熱(re)器不(bu)同于固(gu)(gu)定(ding)(ding)管(guan)板式和浮頭(tou)式,只有一塊(kuai)管(guan)板,管(guan)束(shu)由(you)多(duo)根U形管(guan)組成(cheng),兩端(duan)(duan)都固(gu)(gu)定(ding)(ding)在同一塊(kuai)管(guan)板上;管(guan)板和殼(ke)體之間通過(guo)螺(luo)栓固(gu)(gu)定(ding)(ding)在一起,其(qi)結構(gou)如圖7.7所示。管(guan)的兩端(duan)(duan)固(gu)(gu)定(ding)(ding)在同一塊(kuai)管(guan)板上,換熱(re)管(guan)可(ke)以自由(you)伸(shen)縮。
優點:以U形管(guan)尾部的自(zi)由(you)浮動解決了溫差應力的問(wen)題,管(guan)束(shu)可在殼體內(nei)自(zi)由(you)伸縮,也可將管(guan)束(shu)抽出(chu)清洗,同時還節省(sheng)了一塊管(guan)板,結構簡單,價格便宜(yi),承壓能力強。
缺點:U形(xing)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)內清(qing)洗困難且管(guan)(guan)(guan)子更換不方便。由(you)于受管(guan)(guan)(guan)彎(wan)曲半徑(jing)的限制,布管(guan)(guan)(guan)較(jiao)少。殼(ke)程流(liu)體易(yi)形(xing)成短路。壞一(yi)根U形(xing)管(guan)(guan)(guan)相(xiang)當于壞兩(liang)根管(guan)(guan)(guan),報廢率較(jiao)高。與其他管(guan)(guan)(guan)殼(ke)式換熱器相(xiang)比布管(guan)(guan)(guan)較(jiao)少,結構(gou)不夠(gou)緊湊。
適(shi)用(yong)范(fan)圍:U形管(guan)(guan)式(shi)換熱器(qi)適(shi)用(yong)于(yu)冷熱流(liu)體溫(wen)差較大、管(guan)(guan)內走清(qing)潔不(bu)結垢的高溫(wen)、高壓、腐(fu)蝕性(xing)較大流(liu)體的場合(he),適(shi)用(yong)于(yu)管(guan)(guan)殼壁(bi)溫(wen)差較大或殼程(cheng)介質結垢需要清(qing)洗,又不(bu)宜采用(yong)浮頭(tou)式(shi)和固定管(guan)(guan)板的場合(he)。

4. 填(tian)料函式換熱器
填料函式換熱(re)器與浮(fu)頭(tou)(tou)式相似,只是浮(fu)動管板一端與殼(ke)體之間(jian)采用填料函密封,如圖(tu)7.8所示。浮(fu)頭(tou)(tou)部(bu)分在殼(ke)體外,在浮(fu)頭(tou)(tou)與殼(ke)體的(de)滑動接觸面處(chu)采用填料函密封結構。
優點:由于(yu)采(cai)用(yong)填料函(han)密封(feng)結(jie)構(gou),使得管束在殼(ke)體內可以自由伸縮(suo),避免了(le)熱(re)應(ying)力。加工制(zhi)造方(fang)便,節省材(cai)料,由于(yu)可抽(chou)芯,維修(xiu)方(fang)便。由于(yu)減少了(le)殼(ke)體大蓋,它的結(jie)構(gou)較(jiao)浮頭式(shi)換(huan)熱(re)器(qi)簡(jian)單,造價也較(jiao)低,具有浮頭式(shi)的優點且結(jie)構(gou)簡(jian)單、制(zhi)造方(fang)便、易于(yu)檢修(xiu)清(qing)洗,特別是對(dui)腐蝕嚴重、溫(wen)差(cha)較(jiao)大而(er)經常(chang)要更(geng)換(huan)管束的冷卻器(qi),采(cai)用(yong)填料函(han)式(shi)比浮頭式(shi)和固定管板式(shi)更(geng)為優越(yue)。
缺(que)點:填料處易(yi)(yi)產生泄(xie)漏;工作(zuo)壓力和溫度受一定限制,直(zhi)(zhi)徑(jing)也(ye)不(bu)宜過大(da)。由于填料密封性所限,不(bu)適用于殼程流體(ti)易(yi)(yi)揮發、易(yi)(yi)燃、易(yi)(yi)爆及有毒的情況。目前所使用的填料函式換(huan)熱(re)器直(zhi)(zhi)徑(jing)大(da)多在700mm以下,大(da)直(zhi)(zhi)徑(jing)的用得很少(shao)(shao),尤(you)其在操作(zuo)壓力及溫度較高(gao)的條件下采用更少(shao)(shao)。
適(shi)用(yong)(yong)范圍:一般適(shi)用(yong)(yong)于2.5MPa以下(xia)的(de)工作條件(jian)且(qie)不能(neng)用(yong)(yong)于易(yi)揮發、易(yi)燃易(yi)爆、有毒及貴重介質的(de)工況。使用(yong)(yong)溫度受(shou)限(xian)于填(tian)料的(de)物性。目(mu)前(qian)使用(yong)(yong)較少。

5. 雙重(zhong)管(guan)式換(huan)熱(re)器
雙重(zhong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)式(shi)換熱器將一組管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子插(cha)入(ru)另一組相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子中而(er)構(gou)成的(de)(de)(de)(de)換熱器,見(jian)圖(tu)7.9。管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)程(cheng)流(liu)體(B流(liu)體)從(cong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)箱(xiang)進口管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)流(liu)入(ru),通(tong)過內插(cha)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)到達(da)外(wai)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)底部(bu),然后反向,通(tong)過內插(cha)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)和外(wai)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)環形空間,最后從(cong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)箱(xiang)出(chu)口管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)流(liu)出(chu)。其特點是內插(cha)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)與外(wai)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)之(zhi)間沒有約(yue)束(shu),可自由伸縮(suo)。因此,它適用于溫差很大的(de)(de)(de)(de)兩流(liu)體換熱。但管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)程(cheng)流(liu)體的(de)(de)(de)(de)阻力較大,設(she)備造(zao)價(jia)較高。
6. 雙管板換熱(re)器
雙管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)換(huan)熱(re)器的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)兩(liang)端分別連(lian)(lian)接(jie)在(zai)(zai)兩(liang)塊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)上,見圖(tu)7.10。雙管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)換(huan)熱(re)器兩(liang)塊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)之間(jian)留有(you)一(yi)定的(de)空(kong)間(jian),并裝設開孔(kong)接(jie)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。當管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)子(zi)與一(yi)側(ce)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)的(de)連(lian)(lian)接(jie)處(chu)發(fa)生(sheng)泄(xie)漏時,漏入(ru)的(de)流(liu)體(ti)在(zai)(zai)此(ci)空(kong)間(jian)內收集(ji)起來,通(tong)過接(jie)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)引(yin)出,因此(ci)可保證殼程(cheng)流(liu)體(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)程(cheng)流(liu)體(ti)不(bu)致相互竄漏和污染。雙管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)換(huan)熱(re)器主(zhu)要(yao)(yao)用(yong)于(yu)嚴(yan)格要(yao)(yao)求參與換(huan)熱(re)的(de)兩(liang)流(liu)體(ti)不(bu)互相竄漏的(de)場合(he),但造(zao)價比固定管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)板(ban)(ban)式換(huan)熱(re)器高。


