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管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

管殼程流體的確定

主要根據(jù)流體的操作壓力和溫度、可以利用的壓力降、結(jié)構(gòu)和腐蝕特性，以及所需設(shè)備材料的選擇等方面，考慮流體適宜走哪一程。下面的因素可供選擇時(shí)考慮：

適于走管程的流體有水和水蒸氣或強(qiáng)腐蝕性流體；有毒性流體；容易結(jié)構(gòu)的流體；高溫或高壓操作的流體等。

適于走殼程的流體有塔頂餾出物的冷凝；烴類的冷凝和再沸；管件壓力降控制的流體；粘度大的流體等。

當(dāng)上述情況排除后，介質(zhì)走哪一程的選擇，應(yīng)著眼于提高傳熱系數(shù)和充分的利用壓力降上。由于介質(zhì)在殼程的流動(dòng)容易達(dá)到湍流（Re≥100），因而將粘度大的或流量小的流體，即雷諾數(shù)低的流體走殼程一般是有利的。

反之，如果流體在管程能夠達(dá)到湍流時(shí)，則安排走管程較合理。若從壓力降的角度考慮，一般是雷諾數(shù)低的走殼程合理。

管殼式換熱器類型：

管殼式換熱器由于管內(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：

固定管板換熱器

結(jié)構(gòu)：管束連接在管板上，管板與殼體相焊。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單緊促，能承受較高壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)方便堵管或更換。排管數(shù)比U形管換熱器多。

缺點(diǎn)：管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，為此應(yīng)需要設(shè)置柔性元件（如膨脹節(jié)）。不能抽芯無法進(jìn)行機(jī)械清洗。不能更換管束，維修成本較高。

適用范圍：殼程側(cè)介質(zhì)清潔不易結(jié)垢，不能進(jìn)行清洗，管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。

管殼式換熱器

防沖板

a防沖板的設(shè)置是為了減少流體的不均勻分布和對(duì)換熱管端的沖蝕

b防沖板的固定方式

盡可能固定在定距管上或靠近管板的塊折流板，當(dāng)殼程進(jìn)口位于非固定拉桿的管板的一側(cè)時(shí)，防沖板可焊在筒體上

膨脹節(jié)的設(shè)置

a位于兩側(cè)折流板之間

為了減少膨脹節(jié)的流體阻力，必要時(shí)可在膨脹節(jié)內(nèi)側(cè)設(shè)置一個(gè)襯筒，襯筒應(yīng)在順流體流動(dòng)方向上與殼體焊接，對(duì)于立式換熱器，當(dāng)流體流動(dòng)方向朝上時(shí)，應(yīng)在襯筒下端設(shè)置排液孔

b膨脹節(jié)的保護(hù)裝置，防止設(shè)備在運(yùn)輸過程中或使用中拉壞