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管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結(jié)構(gòu)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價較高。
③ U型管式換熱器 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(qū),借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
管殼式換熱器
折流板
折流板的作用
a)增加殼程管間的介質(zhì)流速,提高傳熱效果。
b)對換熱管起支承作用。
c)調(diào)整折流板間距,對避免管束誘發(fā)振動有一定的作用。
折流板的形狀
常用的折流板和支持板的形狀有弓形和圓盤-圓環(huán)形兩種。此外根據(jù)需要還有其它形式的折流板和支持板,如矩形孔圓板和矩形擋板等,見圖所示:
a) 單弓形折流板(圖 a):是常采用的一種形式,其形式簡單,但壓降較大。
1) 上下排列(水平切口)即指物料進(jìn)口與弓形缺口是成垂直設(shè)置的,以造成介質(zhì)的劇烈擾動來增大傳熱系數(shù)。
2) 左右排列(豎直缺口)是指物料進(jìn)口與弓形缺口是成平行設(shè)置的。多用于臥式冷凝器或蒸發(fā)器,便于冷凝液和氣體的流動。
3) 轉(zhuǎn)角排列,一般用于換熱管正方形排列,可使流體形成湍流,以提高傳熱效率。
b) 雙弓形(圖b)和三弓形折流板(圖c):適用于殼程流量較大的物流,或殼程流體為密度低的低壓時,此時壓降會有大的下降,而傳熱系數(shù)的下降要小得多;同時這種形式還有利于防止介質(zhì)流動過程中誘發(fā)的振動。
c)圓盤—圓環(huán)形折流板(圖d):由圓盤和圓環(huán)交錯排列,介質(zhì)流動特征是與軸心對稱。
d)矩形折流板(圖e):矩形折流板可橫放,也可豎放,而橫放一般用于殼程介質(zhì)為氣相時,豎放用于殼程介質(zhì)為液相或有冷凝液的場合。這兩種形式通常在大直徑和大流量情況下采用。
焊接連接具有生產(chǎn)簡單、、連接可靠的優(yōu)點。通過焊接,使管子對管板有較好的增將作用;并且還有可降低管孔加工要求,節(jié)約加工工時,檢修方便等優(yōu)點,故應(yīng)優(yōu)先采用。
此外,當(dāng)介質(zhì)毒性很大,介質(zhì)和大氣混合 易發(fā)生介質(zhì)有性或管內(nèi)外物料混合會產(chǎn)生不良影響時,為確保接頭密封,也常采用焊接法。焊接法雖然優(yōu)點甚多,因為他并不能完全避免“縫隙腐蝕”和焊 接節(jié)點的應(yīng)力腐蝕,而且薄管壁和厚管板之間也很難得到可靠的焊縫。
焊接法雖然較脹接可以乃更高的溫度,但是在高溫循環(huán)應(yīng)力的作用下,焊口極易發(fā)生疲勞裂 紋,列管與管孔存在間隙,當(dāng)受到腐蝕介質(zhì)的侵蝕時,以會加速接頭的損壞。
因此,就產(chǎn)生了焊接和脹接同時使用的方法。這樣不但能提高接頭的性能,同時 可以降低縫隙腐蝕傾向,因而其使用壽命比單用焊接時長的多。在什么場合下適宜施行焊、脹接并用的方法,目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
通常在溫度不太高而壓力很高或介 質(zhì)極易滲漏時,采用強度脹加密封焊(密封焊是指單純防止?jié)B漏而施行的焊接,并不保證強度)。浮頭由浮頭管板,鉤圈和浮頭蓋組成,是可拆連接,管束可從殼體中抽出。當(dāng)在壓力和溫度都很高的情況下,則采用強度焊加貼脹,(強度焊 是即使焊縫有嚴(yán)密性,又能保證接頭具有較大的拉脫力,通常是指焊縫強度等于管子軸向負(fù)荷下的強度時的焊接)。