了解下管殼式換熱器熱應力的產(chǎn)生效果

管殼式換熱器中固定管板換熱器的結(jié)構特點決定了其熱應力問題：管殼兩端的焊接構成剛性結(jié)構；管殼兩端管板的焊接構成剛性結(jié)構；殼程溫度為殼程運行溫度，換熱管溫度為殼程和工程側(cè)的總和。

殼體的熱膨脹與換熱管不同，但兩者焊接成剛性結(jié)構，熱膨脹的差異導致熱應力；熱應力導致?lián)Q熱管與管頭焊縫軸向拉伸，影響焊接質(zhì)量，管殼與管板同一焊縫應力過大易損壞。

   在換熱器的規(guī)劃過程中，一般都會考慮這種應力差。若不能滿足要求，應在殼體上設置伸縮縫。也許固定管板式換熱器應該換成u形管換熱器和浮頭換熱器，以消除這種應力差造成的隱蔽性。

管殼式換熱器是將被加熱水貯存在殼體內(nèi),而熱媒(蒸汽或高低溫熱水)在管束內(nèi)的換熱設備。它屬于-種有

限量貯水的換熱器,具有較小的貯存水量(可貯存13分鐘用水量),卻能迅速補充熱量 , 并設有能預測負荷變

化的溫控系統(tǒng),在冷媒、熱媒流量較穩(wěn)定的條件下,它能使供熱量和需熱量很好的處于平衡狀態(tài),達到定溫變

量供水的先進設備。

管殼式換熱器

波形膨脹節(jié)

在固定管板換熱器中，為避免殼體和換熱管拉伸破壞，換熱管失穩(wěn)，換熱管從管板上拉脫，因此，必須在殼體中間設一撓性補償元件——膨脹節(jié)，以降低殼體與換熱管的軸向載荷，且可降低熱膨脹差所引起的管板應力，從而適當?shù)販p薄管板厚度。

換熱器用膨脹節(jié)的型式

膨脹節(jié)的形式較多，按截面的形狀，有U 型、Ω形，S 型等，在固定管板式換熱器中，采用也普遍的是U 形波形膨脹節(jié)。

U 形膨脹節(jié)主要由波形管、直邊段兩部分組成，需要時還可能設內(nèi)襯筒，加強環(huán)等，見圖所示：

膨脹節(jié)-U.png

換熱器用膨脹節(jié)也可分為單層和多層膨脹節(jié)

a) 對于固定管板換熱器，在保證設計要求的承載能力，補償呈剛度和疲勞壽命的前提下，應優(yōu)先選用單層波形膨脹節(jié)。

b) 在下列情況子下，可選用多層波形膨脹節(jié)

1）須承受較高壓力，且要求較大的位移補償能力；

2）承受較高的疲勞壽命的要求；

采用多層波形膨脹節(jié)結(jié)構的特點如下：

1) 柔性好，補償能力高；

2) 疲勞壽命比單層結(jié)構高（國外資料介紹是單層的6 倍）；

3) 結(jié)構緊湊，節(jié)省材料；

4) 在高壓情況下，不會突然，不易有危險性。

設計條件的審查：

1. 換熱器的設計，用戶應提供一下設計條件（工藝參數(shù)）：

① 管、殼程的操作壓力（作為判定設備是否上類的條件之一，必須提供）

②管、殼程的操作溫度（進口/出口）

③金屬壁溫（工藝計算得出（用戶提供））

④物料名稱及特性

⑤腐蝕裕量

⑥程數(shù)

⑦換熱面積

⑧換熱管規(guī)格，排列形式（三角形或正方形）

⑨折流板或支撐板數(shù)量

⑩保溫材料及厚度（以便確定銘牌座伸出高度）

⑾油漆: Ⅰ.如用戶有特殊要求，請用戶提供牌號，顏色