换热器的结构类型与损坏课件.ppt

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1、换热器四分厂设备科苑来喜1换热设备1基本类型2管壳式换热器结构3管板设计4膨胀节设计5管束振动和防止2定义换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器；根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式三类换热器，其中间壁式换热器应用最多3基本类型一、固定管板式二、浮头式三、U形管式四、填料函式五、釜式重沸器4管壳式换热器56——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。优点

2、——结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。缺点——当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。管壳两物流温差>60℃时应设置膨胀节，最大使用温差不应大于120℃应用为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。7二、浮头式结构浮头端可自由伸缩，无热应力浮头端8优点——管间和管内清洗方便，不会产生热应力；缺点——结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作

3、中无法检查，制造时对密封要求较高。（管壳两物流温差>120℃时，内垫片易渗漏）应用——壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。9三、U形管式换热器结构U形管GB1516.3.3：同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U形管不得超过二条；最短管长不应小于300mm；包括至少50mm直管段范围内不得有拼接焊缝。10U形管式换热器11优点结构比较简单、价格便宜，承压能力强。受弯管曲率半径限制，布管少；管束最内层管间距大，管板利用率低；缺点壳程流体易短路，传热不利。当管子泄漏损坏时，只有外层U形管可更换，内

4、层管只能堵死，坏一根U形管相当于坏两根管，报废率较高。（规定：U形管弯管段的弯曲半径R应不小于两倍的换热管外径）管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要应用清洗，又不宜采用浮头式和固定管板式的场合。特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。12四、填料函式结构填料函式密封13优点结构较浮头式简单，加工制造方便；节省材料，造价比较低廉;管束从壳体内可抽出;管内、管间都能进行清洗，维修方便。缺点填料处易泄漏。应用4MPa以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料的物性限制。注：

5、填料函式换热器现在已很少采用。14五、釜式重沸器蒸发空间结构管束可以为浮头式、U形管式和固定管板式结构15与浮头式、U形管式换热器一样，清洗维修方便；可处理不清洁、易结垢介质，能承受高温、高压（无温差应力）。特点16管壳式换热器结构管程——与管束中流体相通的空间壳程——换热管外面流体及相通空间管程壳程管程17管壳式换热器结构管程结构一、换热管二、管板三、管箱四、管束分程五、换热管与管板连接18一、换热管1.换热管型式光管强化传热管翅片管（在给热系数低侧）螺旋槽管螺纹管2.换热管尺寸φ19×2、φ25×2.5和φ

6、38×2.5mm无缝钢管φ25×2和φ38×2.5mm不锈钢管标准管长1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m等19小管径单位体积传热面积增大、结构紧凑、金属耗量减少、传热系数提高阻力大，不便清洗，易结垢堵塞用于较清洁的流体粘性大或污浊的流体大管径203.换热管材料金属材料碳素钢低合金钢不锈钢铜铜镍合金铝合金钛等非金属材料石墨陶瓷聚四氟乙烯等214.换热管排列形式及中心距p三角形布管多，但不易清洗；正方形及转角正方形较易清洗管桥强度清洗通道P≥1.25d022常用换热管中心距/mm换热管外径do1214

7、192532384557换热管中心距161925324048577223图4-12径向翅片管图4-13螺纹管24一、流体在管内外的选择管程:1)毒性介质2)腐蚀性流体3)压力高的流体4)易结垢介质5)温度高的介质壳程:⑴粘度大、流量小的介质⑵雷诺系数小的流体⑶饱和蒸汽宜走壳程4.3.3管壳式换热器选择中应注意的问题25二、管板作用用来排布换热管；将管程和壳程流体分开，避免冷、热流体混合；承受管程、壳程压力和温度的载荷作用。261.管板材料力学性能介质腐蚀性（及tube-tubesheet间电位差对腐蚀影响）贵重

8、钢板价格流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造；腐蚀性较强时，用不锈钢、铜、铝、钛等材料，为经济考虑，采用复合钢板或堆焊衬里。272.管板结构厚度——满足强度前提下，尽量减少管板厚度热应力28薄管板平面形椭圆形碟形球形挠性薄管板等目前主要有29管板最小厚度1、用于易燃易爆有毒有害介质严格场合时管板的最小厚度应不小于换热管的外径2、一般场合时管板的最