热交换器原理与设计课件

1、热交换器原理与设计第第2章章 管壳式换热器管壳式换热器热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准1) 1) 固定管板式换热器固定管板式换热器管板与壳体固定在一起管板与壳体固定在一起热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准1) 1) 固定管板式换热器固定管板式换热器优点：优点：缺点：缺点：(1) 结构简单紧凑，制造成本低，重量轻。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，与其它类型换热器相比，在相同壳体直径下，排

2、管数目最多。排管数目最多。(3) 管内便于清洗。管内便于清洗。壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体。壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体。 不设膨胀节时，管、壳程可能产生较大的温差不设膨胀节时，管、壳程可能产生较大的温差应力。应力。管和壳的热膨胀不同，使管与管板的借管和壳的热膨胀不同，使管与管板的借口脱开，发生泄漏。口脱开，发生泄漏。解决方法：解决方法： 设置膨胀节设置膨胀节热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准1) 1) 固定管板式换热器固定管板式换热器热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换

3、热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准2) U2) U形管式换热器形管式换热器管束由管束由U U形弯管组成形弯管组成热交换器原理与设计优点：优点：2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构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。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。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。管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便。缺点：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弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会

4、存在较大的空隙，流体易走短路，对传热不利。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。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。子只能堵死，会减小换热面积。1 1 类型和标准类型和标准2) U2) U形管式换热器形管式换热器热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准2) 2) 浮头式换热器浮头式换热器管板一端与壳体固定，另一端可自由滑动管板一端与壳体固定，另一端可自由

5、滑动热交换器原理与设计热交换器原理与设计优点：优点：(1) 壳体和管束热变形自由，不产生热应力。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。管束可从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗。缺点：缺点： (1) 结构复杂，造价高。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。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为

6、使管束检修时能抽出，在管束外缘与壳壁之间形成宽度为成宽度为1622mm的环隙，不仅减少了排管数目，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。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、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准2) 2) 浮头式换热器浮头式换热器适用：适用：管壳间温差大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。管壳间温差大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准4) 4) 填料函式换热器填料函式换热器

7、一端固定，另一端可在填料函中滑动一端固定，另一端可在填料函中滑动热交换器原理与设计优点：优点：2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准4) 4) 填料函式换热器填料函式换热器(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。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。管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方便。缺点：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，要求壳程填料函

8、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。介质温度和压力不能过高，且无毒、非易燃和易爆。热交换器原理与设计2.1 管壳式换热管壳式换热器的类型、标准器的类型、标准和结构和结构1 1 类型和标准类型和标准5) 5) 换热器的命名换热器的命名管壳式换热器主要有管壳式换热器主要有前端管箱型式、壳体前端管箱型式、壳体形式和后端结构型式形式和后端结构型式三部分进行命名。三部分进行命名。如如AES或或BES浮头式浮头式换热器。换热器。热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准6) 6) 浮头式

9、换热器的各个零部件名称浮头式换热器的各个零部件名称热交换器原理与设计1 1 平盖平盖2 2 平盖管箱平盖管箱( (部件部件) )3 3 接管法兰接管法兰4 4 管箱法兰管箱法兰5 5 固定管板固定管板6 6 壳体法兰壳体法兰7 7 防冲板防冲板8 8 仪表接口仪表接口9 9 加强圈加强圈37 37 固定鞍座固定鞍座( (部件部件) )38 38 滑道滑道39 39 管箱垫片管箱垫片40 40 管箱圆筒管箱圆筒( (短节短节) )41 41 封头管箱封头管箱( (部件部件) )42 42 分程隔板分程隔板热交换器原理与设计10 10 壳体壳体( (部件部件) 11 ) 11 折流板折流板 12

10、12 旁路挡板旁路挡板 13 13 拉杆拉杆 14 14 定距管定距管 15 15 支持板支持板 32 32 接管接管 33 33 活动鞍座活动鞍座( (部件部件) 34 ) 34 换热管换热管 35 35 挡管挡管 36 36 管束管束( (部件部件) ) 热交换器原理与设计热交换器原理与设计16 16 双头螺柱或螺栓双头螺柱或螺栓17 17 螺母螺母 18 18 外头盖垫片外头盖垫片 19 19 外头盖侧法兰外头盖侧法兰20 20 外头盖法兰外头盖法兰21 吊耳吊耳22 放气口放气口23 凸形封头凸形封头24 浮头法兰浮头法兰25 浮头垫片浮头垫片26 球冠形封头球冠形封头27 浮动管板浮动管板28 浮头盖浮头盖(部件部件)29 外头盖外头盖(部件部件)30 排液口排液口31 钩圈钩圈32 接管接管热交换器原理与设计2.1 管壳式换热器的类型、标准和结构管壳式换热器的类型、标准和结构1 1 类型和标准类型和标准7) 7) 管壳式换热器的标准管壳式换热器的标准 美国的美国的TEMA标准标准 Tubular Exchanger Manufactures Association 我国的我国的GB151-1999标准标准 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准钢制