管壳式换热器

1、第6章换热设备、6.1概述、6.2管壳式换热器、6.3传热强化技术、工艺设备设计、6.2.1基本类型、6.2.2管壳式换热器结构、6.2.3管板设计、6.2.4膨胀节设计、6.2.5管束振动和预防、2、工艺设备设计、教学重点：管壳式换热器结构。管板设计、管束振动。6.2、管壳式换热器，本章重点，3、管壳式换热器，4、工艺设备设计，6.2.1基本型，6.2.1基本型，1、固定管板，2、浮头式，3、U型管，4、填料箱式，5、釜式再沸器，5、工艺设备设计，6.2.1基本型，1、固定管板换热器，结构，6、双管侧固定管板换热器，7、工艺设备设计， 6.2.1基本型：适用于壳程介质清洁、不易结垢、可溶解和清洗，以及管、壳程两侧温差不大或温差大但壳程压力不高的场合。 优点，结构简单紧凑，能承受高压，成本低，容易清洗管侧，当管道损坏时容易堵塞或更换。缺点当管束和壳体的壁温或材料的线性膨胀系数相差很大时，壳体和管束将产生更大的热应力。应用，为了减少热应力，通常在固定管板换热器上设置柔性元件(如膨胀节、柔性管板等)。)，以吸收热膨胀差异。8、工艺设备设计，2、浮头式结构，浮头端可以自由膨胀和收缩而没有热应力，6.2.1基本型，9、浮头式换热器，10、工艺设备设计，优点管对管和管内清洗方便，不会产生热应力；缺点：结构复杂，成本比固定管板换热器高，设备重，材料消耗大，浮顶端的小帽在运行中无法检查，因此在制造过程中对密封要求较高。使用外壳和管束之间的壁温差大或外壳侧介质容易结垢的情况。6.2.1基本型，11，工艺设备设计，3，U形管换热器，结构，U形管，6.2.1基本型，12，U形管换热器，13，工艺设备设计，优点：结构简单，价格便宜，承压能力强。受弯管曲率半径的限制，管道分布较少；管束最内管间距离大，管板利用率低。缺点：壳程流体容易短路，传热不利。当管道泄漏损坏时，只能更换外U形管，只能堵塞内管。一根断裂的U形管相当于两根断裂的管，废品率很高。如果管道与壳壁温差大或壳侧介质容易结垢，则需要清洗，浮头式和固定管板式不合适。特别适用于高温、高压、高腐蚀性、清洁、不易结垢的管道材料。基本型，14、工艺设备设计，4、填料函型，结构型，填料函型密封，6.2.1基本型，15、工艺设备设计，优点结构比浮头型简单，加工制造方便；节约材料，成本低；管束可以从壳体中拉出；清洗可在管内和管间进行，维护方便。缺点包装容易泄漏。该应用低于4兆帕，不适合挥发性、易燃性、爆炸性、毒性和贵重介质。应用温度受到填料物理性质的限制。注：填料箱换热器现在很少使用。6.2.1基础型，16、工艺设备设计，5、釜式再沸器，结构上，管束可以是浮头式，U型管式和固定管板式结构，6.2.1基础型，17、像浮头式和U型管式换热器，清洗和维护都很方便。能处理不干净和易结垢的介质，能承受高温和高压(无温差应力)。特性，工艺设备设计，6.2.1基本类型，18，工艺设备设计，6.2.2管壳式换热器结构，管程，壳程，管程，19，工艺设备设计，6.2.2管壳式换热器结构，管程和管束之间的流体连通空间，壳程换热管外的流体和连通空间，管程，壳程，管程，20，6.2.2管壳式换热器结构，工艺设备设计管板，3，管箱，4，管束分裂，5，换热管与管板连接，21，工艺设备设计，1，换热管，1，换热管类型，光管，强化换热管，翅片管(在低传热系数侧)，螺旋槽管，螺纹管，2，换热管尺寸，192，252.5和382.5毫米无缝钢管252和382.5毫米不锈钢管，标准管长度1.5，2.0，3 ，6.2.2管壳式换热器结构，22，工艺设备设计，小管径，增加单位体积传热面积，结构紧凑，减少金属消耗，增加传热系数阻力，清洗不便，易结垢和堵塞，用于清洁流体，粘性或脏流体，大管径，6.2.2管壳式换热器结构，23，工艺设备设计，3。换热管材料、金属材料、碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛等。非金属材料、石墨、陶瓷、聚四氟乙烯等。6.2.2管壳式换热器结构，24，工艺设备设计，4。换热管的排列和中心距离，三角形管，但不容易清洗；方形和转角方形更容易清洗，管桥强度，清洗通道，P1.25d0，6.2.2管壳式换热器结构，25，工艺设备设计，表6-1常见换热管中心距/mm，6.2.2管壳式换热器结构，26，工艺设备设计，6.2.2管壳式换热器结构，27，工艺设备设计，2，管板，功能，用于排列换热管；分离管程和壳程流体，以避免冷热流体混合；在管程、壳程压力和温度的载荷下。6.2.2管壳式换热器结构，28，工艺设备设计，1。管板材料、机械性能介质的腐蚀(以及管与管板之间的电位差对腐蚀的影响)贵重钢板价格，当流体无腐蚀性或轻微腐蚀性时，管板应采用碳钢或低合金钢板或压力容器锻件制成；当腐蚀性较强时，应使用不锈钢、铜、铝、钛等材料，出于经济考虑，应采用复合钢板或堆焊衬里。6.2.2管壳式换热器结构，29，工艺设备设计，2。管板结构，33，354厚度，最小化管板厚度，热应力，6.2.2管壳式换热器结构，30，工艺设备设计，厚度计算标准，TEMA西德标准，厚度，“厚管板”GB151 管壳式换热器，美国管式换热器制造商协会标准TEMA，“薄管板”西德标准8-8-20毫米，6.2.2管壳式换热器结构目前主要有、6.2.2管壳式换热器结构、32、工艺设备设计，用于管程和壳程介质严禁混合的场合。方法：将高于管程和壳程压力的惰性介质充入从短段排出的短段筒体中。图6-17双管板结构1-间隙2-壳程管板3-短截面4-管程管板，6.2.2管壳式换热器结构，33，工艺设备设计，3，管箱，流体被送入换热管并送出换热器。在多管侧结构中，它还在改变流体的流动方向方面起作用。结构形式决定因素清洁？管束分裂？(a)、(b)、(c)、(d)，6.2.2管壳式换热器结构，34，工艺设备设计，特点，清洗过程中管道的拆除；这种结构适用于清洁介质。6.2.2、管壳式换热器结构，35、换热器管箱，36、工艺设备设计，清洗时不拆除管道；缺点是6.2.2管壳式换热器结构，37，工艺设备设计，特点，很少使用不方便的检查和清洗，(1)、(2)、(c)，(，6.2.2管壳式换热器结构，38，工艺设备设计，特点，带多层隔板的管壳式结构，6.2.2管壳式换热器结构，39，工艺设备设计，4，管束分裂，管内流动的流体从管的一端流向另一端，即换热面积增加，管数增加，流量减小，传热系数减小，多管程，管长，6.2.2管壳式换热器结构，40，工艺设备设计，管束分体布置，每程管数大致相同，温差不超过20左右，流向较好，6.2.2管壳式换热器结构，41，工艺设备设计，5。换热管与管板的连接、强度膨胀、强度焊接和膨胀焊接。强度膨胀，保证换热管与管板连接处的密封性能和抗拉强度的膨胀节，设计压力 4.0兆帕；设计温度300；运行中无剧烈振动，温度波动过大，无明显应力腐蚀。应用6.2.2管壳式换热器结构42、3、3、8、k、1、1、1、3、3、8、6、k、1、1、1、1、1、3、3、8、6、3、1、1、1、1、k、粘着膨胀、工艺