间壁式换热器的类型

一 蛇管式换热器 蛇管式换热器可分为两类 1 沉浸式蛇管换热器 蛇管多用金属管子弯制而成 或制成适应容器要求的 形状 沉浸 在容器中 两种流体分别在蛇管内 外流动而进行热量交换 几 种常用的蛇管形式如图所示 图 4 40 蛇管的形状 2 喷淋式换热器 它多用作冷却器 喷淋式换热器如图 4 41 所示 这种 设备常放置在室外空气流通处 冷却水在空气中汽化时可带走部分热量 以提 高冷却效果 它和沉浸式蛇管换热器相比 还具有便于检修和清洗 传热效果 也较好等优点 其缺点是喷淋不易均匀 图 4 41 喷淋式换热器 1 弯管 2 循环泵 3 控制阀 二 套管式换热器 套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管 然后用 180 的回弯管将多段套管串联而成 套管换热器的优点为 构造简单 能耐高压 传热面积可根据需要而增减 适当地选择管内 外径 可使流体的流速较大 且双方的流体作严格的逆流 都有利于传热 其缺点为 管间接头较多 易发 生泄漏 单位长度具有传热面积较小 在需要传热面积不太大且要求压强较高 或传热效果较好时 宜采用套管式换热器 如图 4 42 所示 图 4 42 套管式换热器 三 列管式换热器 列管换热器是目前化工生产中应用最广泛的传热设备 与前述的各种换热 器相比 主 要优点是单位体积所具有的传热面积较大以及传热效果较好 此 外 结构简单 制造的材料 范围较广 操作弹性也较大等 因此在高温 高 压和大型装置上多采用列管式换热器 根据热补偿方法的不同 列管 换热器 有下面几种型式 1 固定管板式 所谓固定管板式即两端管板和壳体连接成一体 因此它具有结构简单和造 价低廉的优点 但是由于壳程不易检修和清洗 因此壳方流体应是较洁净且不 易结垢的物料 当两流体的温度差较大时 应考虑热补偿 图 4 43 为具有补 偿 圈 或称膨胀节 的固定板式换热器 即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈 当外壳和管束热膨胀不同时 补偿圈发生弹性变形 拉伸或压缩 以适应外壳 和管束的不同的热膨胀程度 这种热补偿方法简单 但不宜用于两流体的温度 差太大 不大于 70 和壳方流体压强过高 一般不高于 600kPa 的场合 固定 管板式换热器如图 4 5 所示 图 4 43 具有补偿圈的固定管板式换热器 1 一挡板 2 补偿圈 3 放气嘴 2 U 型管换热器 这种型式换热器的结构也较简单 重量轻 适用于高温和高压的场合 其主要缺点 是管 内清洗比较困难 因此管内流体必须洁净 且因管子需一定的弯曲半径 故管板的 利用率较差 U 型管换热器如图 4 44 所示 管子弯成 U 型 管子的两端固定在同一管板上 因此 每 根管子可以自由伸缩 而与其它管子及壳体无关 图 4 44 U 型管换热器 1 一 U 型管 2 一壳程隔板 3 一管程隔板 3 浮头式换热器 浮头式换热器两端管板之一不与外壳固定连接 该端称为浮头 当管子受热 或受冷 时 管束连同浮头可以自由伸缩 而与外壳的膨胀无关 浮头式换热器不但可以补偿热膨胀 而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的 因此管束可从壳体中抽出 便于清洗和 检修 故浮头式换热器应用较为普遍 但该种换热器结构较复杂 金属耗量较多 造价也 较高 如图 4 45 所示 图 4 45 浮头式换热器 1 一管程隔板 2 一壳程隔板 3 一浮头 一 夹套式换热器 这种换热器构造简单 换热器的夹套孝装在容器的外部 夹套与器壁之间形成密闭的空 间 为载热体 加热介质 或载冷体 冷却介质 的通路 夹套通常用钢或铸铁制成 可焊在器 壁上或者用螺钉固定在容器的法兰或器盖上 夹套式换热器主要应用于反应过程的加热或冷却 在用蒸汽进行加热时 蒸汽由上部接 管进入夹套 冷凝水则由下部接管流出 作为冷却器时 冷却介质 如冷却水 由夹套下部 的接管进入 而由上部接管流出 如图 4 46 所示 图 4 46 夹套式换热器 1 一容器 2 一夹套 二 板式换热器 板式换热器主要由一组长方形的薄金属板平行排列 夹紧组装于支架上而 构成 两相邻板片的边缘衬有垫片 压紧后可达到密封的目的 且可用垫片的 厚度调节两板间流体通道的大小 每块板的四个角上 各开一个圆孔 其中有 两个圆孔和板面上的流道相通 另外两个圆孔则不相通 它们的位置在相邻板 上是错开的 以分别形成两流体的通道 冷 热流体交替地在板片两侧流过 通过金属板片进行换热 每块金属板面冲压成凹凸规则的波纹 以使流体均匀 流过板面 增加传热面积 并促使流体湍动 有利于传热 板式换热器的示意 图如图 4 47 所示 板式换热器的优点是 结构紧凑 单位体积设备所提供的传热面积大 总 传热系数高 如对低粘度液体的传热 K 值可高达 7000W m2 可根据需 要增减板数以调节传热面积 检修和清洗都较方便 板式换热器的缺点是 处理量不太大 操作压强较低 一般低于 1500kPa 最高也不超 过 2000kPa 因受垫片耐热性能的限制 操作温度不能过高 一般对合成橡胶垫圈不超过 130 压缩石棉垫圈低于 250 三 螺旋板式换热器 如图 4 48 所示 螺旋板式换热器是由两块薄金属板焊接在一块分隔挡板 图中心的短 板 上并卷成螺旋形而成的 两块薄金属板在器内形成两条螺旋形通道 在顶 底部上分别 焊有盖板或封头 进行换热时 冷 热流体分别进入两条通道 在器内作严格的逆流流动 图 4 47 板式换热器示意图 图 4 48 螺旋板式换热器 三 翅片式换热器三 翅片式换热器 一 翅片管换热器 如图 4 49 所示 翅片式换热器的构造特点是在管子表面上装有径向或轴向 翅片 常见 的翅片如图 4 50 所示 图 4 49 翅片式换热器 a 翅片式换热器 b 翅片管断面 当两种流体的对流传热系