管殼式換熱器設(shè)計(jì)ppt課件(已修改)
2025-05-15 03:03 本頁面
【正文】 管殼式換熱器的設(shè)計(jì) ? 一、 概述 ? 換熱器的應(yīng)用 ? 換熱器的 分類及其特點(diǎn) ? 管殼式換熱器的 基本介紹 ? 二、管殼式換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)、材料的 確定 ? 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 ? 材料的選擇 ? 三、管板厚度的確定 ? 四、管殼式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱管與管板連接結(jié)構(gòu) 防沖板與導(dǎo)流筒的設(shè)置 折流板與支持板 拉桿和定距管 管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱管 一、 概述 ? 換熱器的應(yīng)用 ? 使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備稱為換熱設(shè)備。它是化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備。在化工廠中，換熱設(shè)備的投資約占總投資的 10%20%。 ? 在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱設(shè)備的主要作用是使熱量由溫度較高的液體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要。此外，換熱設(shè)備也有回收余熱、廢熱特別是低位熱能的有效裝置。如：轉(zhuǎn)化器夾套冷卻水因帶走設(shè)備的反應(yīng)熱后使其從進(jìn)入時(shí)的溫度 6080℃上升到近 100 ℃ ，從夾套流出的熱水進(jìn)入一個(gè)冷凝器，加熱工業(yè)水，從而提高熱能的總利用率，降低燃料消耗和電耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。 換熱設(shè)備分類及其特點(diǎn) 在工業(yè)生產(chǎn)中由于用途、工作條件和物料的不同 ,出現(xiàn)了各種不同形式和結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備 . 按作用原理或傳熱方式分類 直接接觸式換熱器 : 這類換熱器又稱為混合式換熱器 ,如我們公司涼水塔 ,它是利用冷、熱流體直接接觸面積，以達(dá)到充分換熱，在設(shè)備中常放置填料和柵板。 蓄熱式換熱器 : 這類換熱器又稱為回?zé)釗Q熱器 ,它是借助于固體 (如固體填料或多孔性格 )構(gòu)成的蓄熱體與熱流體和冷流體交替接觸 ,把熱量從熱流體傳遞給冷流體的換熱器 .。在換熱器內(nèi)首先由熱流體通過，把熱量積蓄起來，然后由冷流體通過。 蓄熱式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜，單位體積傳熱面大，故較適合用于氣 氣熱交換的場合。如：空氣預(yù)熱器。 ? 間壁式換熱器 ? 這類換熱器又稱為表面式換熱器。它是利用間壁（固體壁面）將進(jìn)行熱交換的冷熱兩種流體隔開，互不接觸，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體的換熱器。間壁式換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的換熱器，其形式多種多樣，如常見的管殼式換熱器和板式換熱器都屬于間壁式換熱器。 間壁式換熱器 間壁式換熱器分類 管式換熱器、板式換熱器及其它形式的換熱器。 管式換熱器都是通過管子壁面進(jìn)行傳熱的換熱器。按傳熱管的結(jié)構(gòu)形式不同大致可分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、纏繞管式換熱器和管殼式換熱器。 其中 管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的換熱設(shè)備。它占換熱器總量的 90%。它是典型的間壁式換熱器 . 管殼式換熱器介紹 ? 管殼式換熱器具有可靠性高，適應(yīng)性廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在各工業(yè)領(lǐng)域中得到最為廣泛在應(yīng)用。 ? 基本類型 ? 根據(jù)管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,可分為固定管板式、浮頭式、 U形管式、填料函式和釜式沸器五類 ,如圖示。 ? 固定管板式換熱器 ? 固定管板式換熱器管束連接在管板上，管板與殼體焊接。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 1）傳熱面積比浮頭式換熱器大 20%30%； ? 2）旁路漏流較水； ? 3）鍛件使用較少； ? 4）沒有內(nèi)漏。 ? 缺點(diǎn)： ? 1）不適用于換熱管與殼程圓筒的熱膨脹變形差很大的場合，管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應(yīng)力而損壞；（為了減少熱應(yīng)力，通常在固定管板式換熱器中設(shè)置柔性元件．如：設(shè)置膨脹節(jié)．來吸收熱膨脹差） ? 2）殼程無法機(jī)械清洗，不適用于殼程結(jié)垢的場合； ? 3）管子腐蝕后造成連同殼體報(bào)廢，殼體部件壽命決定于管子壽命，故設(shè)備壽命相對(duì)較低。 ? 適用的場合： ? 1）設(shè)備需要盡少使用法蘭密封面的場合； ? 2）管殼程金屬溫差不是很大的場合； ? 3）殼程流體清潔，無需經(jīng)常抽出管束清洗的場合。 浮頭式換熱器 ? 浮頭式換熱器的典型結(jié)構(gòu)見圖示，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、鉤圈和浮頭端蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體內(nèi)抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，因而不會(huì)主生熱應(yīng)力。 ? 浮頭式換熱器的特點(diǎn)： ? 優(yōu)點(diǎn)： ? 1)管束可以抽出，以方便清洗管程、殼程； ? 2)殼程壁與管壁不受溫差限制； ? 3)可在高溫、高壓下工作，一般溫度 T≤450℃ ， P ≤。 ? 4)可用于結(jié)垢比較嚴(yán)重的場合 。 ? 5)可用于管程腐蝕場合 . ? 缺點(diǎn) : ? 1)浮頭端易發(fā)生內(nèi)漏 。 ? 2)金屬材料耗量大 ,成本高 20%。 ? 3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 .。 ? 可用的場合： ? 1）管殼程金屬溫差很大場合； ? 2）殼程介質(zhì)易結(jié)垢要求經(jīng)常清洗的場合； U形管式換熱器 ? U形換熱器的典型結(jié)構(gòu)如圖。這種換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，只有一塊管板，管束由多根 U形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上，管子可以自由伸縮。當(dāng)殼體與 U形換熱管有溫差時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。 ? 由于受彎管曲率半徑的限制，其換熱管排布較少，管束最內(nèi)層管層管間距較大，管板的利用率較低，殼程流體易形式成短路，對(duì)傳熱不利。當(dāng)管子泄漏損壞時(shí)，只有管束外圍處的 U形管才便于更換，內(nèi)層換熱管壞了不能更換，只能堵死，而壞一根 U形相當(dāng)于壞兩根管，報(bào)廢率 較高。 ?
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