首页/文章/ 详情

固定管板式换热器

22天前浏览994

1. 结构特点主要部件:

固定管板式换热器主要由壳体、管束、管板、封头和折流板(或支持板)等部件构成。
壳体一般为圆筒形,材质常见的有碳钢、不锈钢等,它为壳程流体提供了流动空间。
管束由许多根平行排列的换热管组成,这些换热管穿过管板并被固定在管板上,是热量传递的主要通道。
管板是一块圆形的金属板,上面有许多与换热管外径相匹配的管孔,用于安装和固定管束,同时它还起到分隔管程和壳程的作用。
封头位于壳体的两端,用于封闭壳体和管束,其形状通常为椭圆形或球形,这样的形状有助于承受压力。
折流板(或支持板)安装在壳体内,其主要作用是改变壳程流体的流动方向,增加流体的湍流程度,提高传热效率。
连接方式:管束两端的管板与壳体是固定连接的,这种连接方式使得换热器结构简单、紧凑。管板与换热管通常采用胀接、焊接或者胀焊并用的方式进行连接,以确保良好的密封性。

2. 工作原理

固定管板式换热器是基于热传导和对流两种传热方式来实现热量交换的。热流体和冷流体分别在管程和壳程中流动,热量从热流体通过管壁传递给冷流体。在管程中,流体在换热管内流动,由于管壁的热传导作用,热量从管内流体传递到管壁。在壳程中,流体在壳体与管束之间的空间流动,热量从管壁传递到壳程流体。

3. 优点

结构简单紧凑:由于其固定连接的结构,使得整个换热器的设计和制造相对简单,零部件数量相对较少,从而减小了设备的占地面积和空间占用。这对于一些场地有限的工业场所来说是一个重要的优点。
成本较低:简单的结构使得其制造成本较低,在材料成本和加工成本方面都有一定的优势。与其他复杂结构的换热器相比,固定管板式换热器在价格上更具竞争力,尤其适用于一些对成本比较敏感的小型工业项目或者预算有限的应用场景。
管程清洗方便:如果管程流体容易结垢,需要定期清洗,固定管板式换热器的管程清洗相对比较方便。可以通过拆卸封头,直接对管束内部进行清洗,操作相对简单。

4. 缺点及解决方法

热应力问题:当管束和壳体之间的热膨胀系数不同,且冷热流体温差较大时,会产生热应力。热应力可能导致管子与管板连接处泄漏,甚至会损坏换热器。为了解决这个问题,可以在壳体上设置膨胀节。膨胀节是一种能够补偿轴向变形的弹性元件,它可以吸收管束和壳体之间由于热膨胀差异而产生的伸长或缩短,从而有效地减小热应力。
壳程清洗困难:壳程内部由于有管束和折流板的存在,清洗比较困难。特别是当壳程流体容易结垢时,这可能会影响换热器的传热效率。在设计时可以考虑采用可拆卸的管束结构或者在壳程设置适当的清洗口,以便于进行壳程的清洗。

5. 应用领域

固定管板式换热器在工业领域有广泛的应用。在化工行业,常用于各种化学物质的加热或冷却,如在硫酸生产过程中,用于冷却热的浓硫酸;在石油炼制过程中,用于原油的预热或产品的冷却。在食品工业中,可用于食品的杀菌、冷却等过程,如牛奶的巴氏杀菌过程中的加热和冷却环节。在暖通空调领域,用于建筑物的供热和制冷系统,如中央空调系统中的冷水和热水交换。

来源:压力容器工程师
化学湍流建筑暖通焊接材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-11-07
最近编辑:22天前
君雔
本科 | 高级工程师 压力容器工程师
获赞 57粉丝 27文章 119课程 0
点赞
收藏
作者推荐

钢制化工容器钢板、钢管、锻件

0、标准信息HG/T 20581-2020 钢制化工容器材料选用规范:2020年12月09日发布,2021年04月01日实施。规定了钢制化工容器用钢和焊接材料的选用、技术要求、使用限制与范围、新材料和国外标准钢材使用、代用要求。适用于特定设计压力和温度下的碳素钢、低合金钢等多种钢材焊制化工容器材料选用。相关内容除遵循本规范,还应符合国家现行有关标准规定。一、钢板应检验钢板最大和最小模拟焊后热处理状态下的力学性能的要求同时符合:1)设计压力大于等于4.0MPa;2)板厚大于等于40mm;3)焊后进行消除应力热处理的压力容器壳体用低合金高强度钢钢板,应检验钢板最大和最小模拟焊后热处理状态下的力学性能,当设计有要求时,还应满足设计要求。二、用作压力容器壳体的无缝钢管复验要求应符合下列要求:1)采用钢管作为压力容器壳体时,设备制造单位应按下表的要求复验力学性能,复验结果符合相应钢管标准的要求。奥氏体不锈钢钢管可免做冲击试验。2)用作Ⅱ、Ⅲ类压力容器壳体的钢管,设备制造厂应逐根按容器液压试验压力进行液压试验。Ⅰ类压力容器壳体用钢管,如钢厂已做液压试验,可不再复验。三、选用锻件级别压力容器用锻件应根据其使用条件及尺寸、重量大小,选用相应的锻件级别。锻件级别应符合下列规定 :1)应符合Ⅰ级或Ⅰ级以上的情况:非受压元件用中小型锻件。2)应符合Ⅱ级或Ⅱ级的情况:设计压力小于10.0MPa的法兰以及几何尺寸类似的锻件;设计压力大于等于1.6MPa的非低温容器用锻件;3)应符合Ⅲ级的情况:设计压力大于等于10.0MPa的中小型锻件应符合Ⅲ级要求;4)应符合Ⅲ级或Ⅳ级的情况:大型锻件;使用介质的毒性为极度或高度危害性的锻件、标准抗拉强度下限值大于540MPa,且公称厚度大于200mm 的低合金锻件;公称厚度大于300mm的锻件;采用分析设计标准设计的设备用锻件;用作压力容器筒节和封头的筒形、 环形和碗形锻件;公称直径大于等于1200mm的热交换器管板或平盖锻件;球罐用人孔锻件。四、非锅炉和压力容器用钢板Q235B、Q235C在压力容器中使用的限制条件①设计压力小于1.6MPa;②Q235B使用温度20℃一300℃;Q235C使用温度0℃一300℃;③用于壳体时,钢板厚度≤16mm;用于其他受压元件的钢板Q235B厚度≤30mm 、Q235C厚度≤40mm;④P≤0.035%、S≤0.035%;⑤不得用于盛装毒性程度为极度或高度危害介质的容器。来源:压力容器工程师

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈