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管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

螺紋管性能特點(diǎn)

在管子類型中，螺紋管屬于管外擴(kuò)展表面的類型，在普通換熱管外壁軋制成螺紋狀的低翅片，用以增加外側(cè)的傳熱面積。螺紋管表面積比光管可擴(kuò)展1.6-2.7倍，與光管相比，

當(dāng)管外流速一樣時(shí)，殼程傳熱熱阻可以縮小相應(yīng)的倍數(shù)，而管內(nèi)流體因管徑的減小，則壓力降會(huì)略有增大。螺紋管比較適宜于殼程傳熱系數(shù)相當(dāng)于管程傳熱系數(shù)1/3-3/5的工況。

波紋管換熱器的性能特點(diǎn)

以改變管內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)、增強(qiáng)傳熱效果的典型管形為波紋管、內(nèi)插物管。波紋管是在無切削的機(jī)加工中，管內(nèi)被擠出凸肋從而改變了管內(nèi)壁滯流層的流動(dòng)狀態(tài)，減少了流體傳熱熱阻，增強(qiáng)了傳熱效果。

折流桿換熱器的性能特點(diǎn)

折流桿換熱器、雙弓板換熱器、盤環(huán)式換熱器、旋流式換熱器等，都屬于通過殼程管束支撐件、大幅度降低阻力提高流速或改變流動(dòng)方式從而達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。折流桿換熱器每根換熱管的四個(gè)方向上，用折流桿加以固定，具有很好的防震性能。

管殼式換熱器類型

浮頭換熱器結(jié)構(gòu)：

兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)，稱為浮頭。浮頭由浮頭管板，鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

優(yōu)點(diǎn)：可抽式管束，當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時(shí)，管束可抽出進(jìn)行機(jī)械清洗，適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動(dòng)，無需考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場合。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，設(shè)備笨重，材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時(shí)，易產(chǎn)生內(nèi)漏。

適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業(yè)或乙烯行業(yè)中應(yīng)用較多，由于內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。

管殼式換熱器

換熱器與管板的連接方式

管子于管板的連接，在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)中是一個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)部分。他不僅加工工作量大，而且必須使每一個(gè)連接處在設(shè)備運(yùn)作中，保證介質(zhì)無泄漏及承受介質(zhì)壓力能力。

管子與管板的連接方式主要有以下三種：a脹接；b焊接；c脹焊接

脹接用于管殼之間介質(zhì)滲漏不會(huì)引起不良后果的情況，特別適用于材料可焊性差（如碳鋼換熱管）及制造廠的工作量過大的情況。由于脹接管端處在焊接時(shí)產(chǎn)生塑性變 形，存在著殘余應(yīng)力，隨著溫度的升高，殘余應(yīng)力逐漸消失。

這樣使管端處降低密封和結(jié)合力的作用，所以脹接結(jié)構(gòu)受到壓力和溫度的限制，一般適用于設(shè)計(jì)壓力 ≤4Mpa，設(shè)計(jì)溫度≤300度，并且在操作中無劇烈動(dòng)，無過大的溫度變化及無明顯的應(yīng)力腐蝕；