热交换器原理与设计

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1、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 。 壳 程 不 能 用 机 械 方 法

2、 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

3、 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

4、 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

5、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

6、 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

7、 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

8、。 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

9、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 G B151-1999标 准 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 钢 制 管 壳 式 换 热 器 我 国 的 G B150-1998标 准 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 钢 制 压 力 容 器 适 用 范 围 ： 公 称 直 径 DN2600 mm 公 称 压 力 PN 35 MPa (1) DN(mm) PN(MPa) 1750 mm.MPa