資源描述：
《管殼式換熱器設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、管殼式換熱器的設計一、概述1.1換熱器的應用1.2換熱器的分類及其特點1.3管殼式換熱器的基本介紹二、管殼式換熱器設計參數(shù)、材料的確定2.1設計參數(shù)的確定2.2材料的選擇三、管板厚度的確定四、管殼式換熱器結構設計4.1換熱管與管板連接結構4.2防沖板與導流筒的設置4.3折流板與支持板4.4拉桿和定距管4.5管板結構設計4.6換熱管一、概述1.1換熱器的應用使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設備稱為換熱設備。它是化工、煉油、動力、食品、輕工及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設備。在化工廠中，換熱設備的投資約占總投資的1
2、0%-20%。在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱設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，使流體溫度達到工藝流程規(guī)定的指標，以滿足工藝流程上的需要。此外，換熱設備也有回收余熱、廢熱特別是低位熱能的有效裝置。如：轉化器夾套冷卻水因帶走設備的反應熱后使其從進入時的溫度60-80℃上升到近100℃，從夾套流出的熱水進入一個冷凝器，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)濟效益。1.2換熱設備分類及其特點在工業(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構的換熱設備.1.2
3、.1按作用原理或傳熱方式分類1.2.1.1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，以達到充分換熱，在設備中常放置填料和柵板。1.2.1.2蓄熱式換熱器:這類換熱器又稱為回熱換熱器,它是借助于固體(如固體填料或多孔性格)構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。蓄熱式換熱器結構緊湊、價格便宜，單位體積傳熱面大，故較適合用于氣-氣熱交換的場合。如：空氣預熱器。1.2
4、.1.3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。1.2.1.3間壁式換熱器1.2.1.3.1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行傳熱的換熱器。按傳熱管的結構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
5、換熱器是目前應用最為廣泛的換熱設備。它占換熱器總量的90%。它是典型的間壁式換熱器.1.3管殼式換熱器介紹管殼式換熱器具有可靠性高，適應性廣泛等優(yōu)點，在各工業(yè)領域中得到最為廣泛在應用。1.3.1基本類型根據(jù)管殼式換熱器的結構特點,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。1.3.1.1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。1.3.1.1.1優(yōu)點：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。1.3.1.1.2缺點
6、：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)生溫差應力而損壞；（為了減少熱應力，通常在固定管板式換熱器中設置柔性元件．如：設置膨脹節(jié)．來吸收熱膨脹差）2）殼程無法機械清洗，不適用于殼程結垢的場合；3）管子腐蝕后造成連同殼體報廢，殼體部件壽命決定于管子壽命，故設備壽命相對較低。1.3.1.1.3適用的場合：1）設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。1.3.1.2浮頭式換熱器浮頭式換熱器的典型結構見圖示，兩端管板
7、中只有一端與殼體固定，另一端可相對殼體自由移動，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，因而不會主生熱應力。浮頭式換熱器的特點：1.3.1.2.1優(yōu)點：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≤6.4MPa;4)可用于結垢比較嚴重的場合;5)可用于管程腐蝕場合.1.3.1.2.2缺點:1)浮頭端易發(fā)生內(nèi)漏;2)金屬材料耗量大,成本高20%;3)結構復雜.。1.3.1.2
8、.3可用的場合：1）管殼程金屬溫差很大場合；2）殼程介質易結垢要求經(jīng)常清洗的場合；1.3.1.3U形管式換熱器U形換熱器的典型結構如圖。這種換熱器的結構特點是，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。當殼體與U形換熱管有溫差時，不會產(chǎn)生熱應力。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，
