管殼換熱器

產(chǎn)品概述

管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用廣的類型。

目前國(guó)內(nèi)外在化工生產(chǎn)中所用換熱設(shè)備，管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位。雖然它在換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性和金屬材料消耗等方面，不如其它新型換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、操作彈性大、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠程度高、選材范圍廣、處理能力大、能承受高溫和高壓等特點(diǎn)，所以在工程中仍得到廣泛應(yīng)用。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過(guò)管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。
 

流體每通過(guò)管束一次稱為一個(gè)管程；每通過(guò)殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過(guò)部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過(guò)殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

產(chǎn)品類型

由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過(guò)50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：

n  固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。

n  浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮動(dòng)，消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。

n  U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。 

流道的選擇

進(jìn)行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：

n  不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程，因管內(nèi)清洗較方便；

n  腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時(shí)受腐蝕；

n  壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；

n  飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無(wú)關(guān),且冷凝液容易排出；

n  若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時(shí)，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應(yīng)力。 

安裝要點(diǎn)

n  熱交換器應(yīng)以*工作壓力的1.5倍做水壓試驗(yàn)，蒸汽部分應(yīng)不低于蒸汽供汽壓力加0.3MPa；熱水部分應(yīng)不低于0.4MPa。在試驗(yàn)壓力下，保持10min壓力不降。

n  管殼式換熱器前端應(yīng)留有抽卸管束的空間，即其封頭于墻壁或屋頂?shù)木嚯x不得小于換熱器的長(zhǎng)度，設(shè)備運(yùn)行操作通道凈寬不宜小于0.8m。

n  各類閥門和儀表的安裝高度應(yīng)便于操作和觀察。

n  加熱器上部附件（一般指安全閥）的*點(diǎn)至建筑結(jié)構(gòu)*點(diǎn)的垂直凈距應(yīng)滿足安裝檢測(cè)的要求，并不得小于0.2m。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

n  GB151-1999      《管殼式換熱器》

n  CJ/T 163-2002    《導(dǎo)流型容積式水加熱器和半容積式水加熱器(U型管束)》

n  GB50242-2002    《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

n  05R103           《熱交換站工程設(shè)計(jì)施工圖集》

n  01S122-1～10     《水加熱器選用及安裝》