热交换器原理与设计

第 2章 管壳式换热器2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准1) 固定管板式换热器管板与壳体固定在一起2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准1) 固定管板式换热器优点：缺点：(1) 结构简单紧凑，制造成本低，重量轻。(2) 与其它类型换热器相比，在相同壳体直径下，排管数目最多。(3) 管内便于清洗。(1)壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体。 (2)不设膨胀节时，管、壳程可能产生较大的温差应力。 管和壳的热膨胀不同，使管与管板的借口脱开，发生泄漏。解决方法： 设置膨胀节2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准1) 固定管板式换热器2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准2) U形管式换热器 管束由 U形弯管组成优点：2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构(1) 结构简单，省去一块管板和一个管箱，造价低。(2) 管束和壳体分离，热膨胀时互不约束，消除热应力。(3) 管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便。缺点：(1) 弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会存在较大的空隙，流体易走短路，对传热不利。(2) 管内不能用机械方法清洗，宜走清洁流体。(3) 管子泄漏损坏时，只有最外层管子可以更换，其他管子只能堵死，会减小换热面积。1 类型和标准2) U形管式换热器2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准2) 浮头式换热器 管板一端与壳体固定，另一端可自由滑动优点： (1) 壳体和管束热变形自由，不产生热应力。(2) 管束可从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗。缺点： (1) 结构复杂，造价高。(2) 为使一端管板浮动，需增加一个内浮头盖及相关连接件以保证密封，操作时，如果内浮头盖连接处泄漏将无法发现，所以应严格保证其密封性能。(3) 为使管束检修时能抽出，在管束外缘与壳壁之间形成宽度为 1622mm的环隙，不仅减少了排管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准2) 浮头式换热器适用： 管壳间温差大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准4) 填料函式换热器一端固定，另一端可在填料函中滑动优点：2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准4) 填料函式换热器(1) 结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形自由，不产生热应力。(2) 管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方便。缺点：填料函式换热器通常只适用于低压和小直径场合。填料函处形成动密封，壳程介质易泄漏，要求壳程介质温度和压力不能过高，且无毒、非易燃和易爆。2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准5) 换热器的命名管壳式换热器主要有前端管箱型式、壳体形式和后端结构型式三部分进行命名。如 AES或 BES浮头式换热器。2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准6) 浮头式换热器的各个零部件名称1 平盖2 平盖管箱 (部件 )3 接管法兰4 管箱法兰5 固定管板6 壳体法兰7 防冲板8 仪表接口9 加强圈37 固定鞍座 (部件 )38 滑道39 管箱垫片40 管箱圆筒 (短节 )41 封头管箱 (部件 )42 分程隔板10 壳体 (部件 ) 11 折流板 12 旁路挡板 13 拉杆 14 定距管 15 支持板 32 接管 33 活动鞍座 (部件 ) 34 换热管 35 挡管 36 管束 (部件 ) 16 双头螺柱或螺栓17 螺母 18 外头盖垫片 19 外头盖侧法兰20 外头盖法兰21 吊耳22 放气口23 凸形封头24 浮头法兰25 浮头垫片26 球冠形封头27 浮动管板28 浮头盖 (部件 )29 外头盖 (部件 )30 排液口31 钩圈32 接管2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构1 类型和标准7) 管壳式换热器的标准 美国的 TEMA标准Tubular Exchanger Manufactures Association 我国的 GB151-1999标准中华人民共和国国家标准 钢制管壳式换热器 我国的 GB150-1998