浅谈管壳式换热器

科技信息 2010 年 第 5期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成， 冷、热 流体之间通过管壁进行换热的换热器。 它适应于冷却、冷凝、加热、蒸 发和废热回收等各个方面。 通常管壳式换热器的工作压力可达 4 兆 帕， 工作温度在 200℃以下， 在个别情况下还可达到更高的压力和温 度。 一般壳体直径在 1800mm 以下，管子长度在 9m 以下,在个别情况 下也有更大或更长的。 1 管壳式换热器的基本原理和结构 如图 1，A 流体从接管 1 流入壳体内，通过管间从接管 2 流出。 B 流体从接管 3 流入,通过管内从接管 4 流出。 如果 A 流体的温度高于 B 流体,热量便通过管壁由 A 流体传递给 B 流体；反之，则通过管壁由 B 流体传递给 A 流体。壳体以内、管子和管箱以外的区域称为壳程，通 过壳程的流体称为壳程流体 (A 流体)。 管子和管箱以内的区域称为管 程,通过管程的流体称为管程流体(B 流体)。 管壳式换热器主要由管 箱、管板、管子、壳体和折流板等构成。 通常壳体为圆筒形;管子为直管 或 U 形管。 为提高换热器的传热效能，也可采用螺纹管、翅片管等。 管 子的布置有等边三角形、正方形、正方形斜转 45°和同心圆形等多种形 式，前 3 种最为常见。按三角形布置时，在相同直径的壳体内可排列较 多的管子，以增加传热面积，但管间难以用机械 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 清洗，流体阻力也 较大。 管板和管子的总体称为管束。 管子端部与管板的连接有焊接和 胀接两种。 在管束中横向设置一些折流板，引导壳程流体多次改变流 动方向，有效地冲刷管子，以提高传热效能，同时对管子起支承作用。 折流板的形状有弓形、圆形和矩形等。 为减小壳程和管程流体的流通 截面、加快流速，以提高传热效能，可在管箱和壳体内纵向设置分程隔 板，将壳程分为 2 程和将管程分为 2 程、4 程、6 程和 8 程等。管壳式换 热器的传热系数， 在水-水换热时为 1400～2850 瓦每平方米每摄氏度 〔W/(m(℃)〕;用水冷却气体时 ,为 10～280W/(m(℃)；用水冷凝水蒸汽时 , 为 570～4000W/(m(℃)。 图 1 管壳式换热器 2 管壳式换热器的基本类型 管壳式换热器按结构特点分为固定管板式换热器、 浮头式换热 器、U 型管式换热器、双重管式换热器、填料函式换热器和双管板换热 器等。 前 3 种应用比较普遍。 2．1 固定管板式换热器 固定管板式换热器的结构：主要有外壳、管板、管束、顶盖（又称封 头）等部件构成。 在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀 接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口 管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。 它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管 最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两 个管板由管子互相支撑， 故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造 价最低，因而得到广泛应用。 这种换热器的缺点是：壳程清洗困难，有 温差应力存在。 当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材 料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，在壳体上需设 膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。这种换热器适用 于两种介质温差不大， 或温差较大但壳程压力不高及壳程介质清洁， 不易结垢的场合。 2．2 浮头式换热器 浮头式换热器的结构：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端 可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组 成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。 管束与壳体的热变形互不约 束，因而不会产生热应力。 它的特点是壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于 清洗管间和管内。其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高 20%），在 运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。 浮头式换热器适用于壳体和 管束温差较大或壳程介质易结垢的场合。 2．3 U 形管式换热器 U 形管式换热器的结构：它只有一块管板，管束由多根 U 形管组 成，管的两端固定在同一块管板上，管子可以自由伸缩。当壳体与 U 形 换热管有温差时，不会产生热应力。 它的特点是结构比较简单、价格便宜，承压能力强，适用于管、壳 壁温差较大或壳程介质易结垢需要清洗，又不适宜采用浮头式和固定 管板式的场合。特别适用于管内需清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀 性大的物料。其缺点是由于受弯曲率半径的限制，其换热管排布较少， 管束最内层管间距较大，管板的利用率较低。壳程流体易形成短路，对 传热不利。当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的 U 形管才便于更换， 内层换热管坏了不能更换，只能堵死，而坏一根 U 形管相当于坏两根 管，报废率较高。 3 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 方法 在满足工艺过程要求的前提下， 换热器应达到安全与经济的目 标。 换热器设计的主要任务是参数选择和结构设计、传热计算及压降 计算等。 设计主要包括壳体形式、管程数、换热管类型、管长、管子排 列、管子支承结构、冷热流体的流动通道等工艺设计和封头、壳体、管 板等零部件的结构、强度设计计算。 换热器的工艺设计计算，依据设计任务的不同可分为设计计算和 校核计算两种，包括计算换热面积和选型两个方面。一般已知冷、热流 体的处理量和它们的物性。进出口温度、压力由工艺要求确定。设计中 需选择或确定的数据有三大类，即物性数据、结构数据和工艺数据。设 浅谈管壳式换热器 董 溢 （大连广源容器制造有限公司 辽宁 大连 116100） 【摘 要】本文介绍了管壳式换热器的基本原理和结构以及简单的设计方法，详细讲解了管壳式换热器中固定管板式换热器、浮头式换热 器、U 型管式换热器的结构及特点，为管壳式换热器的结构选择提供了参考。 【关键词】管壳式换热器；基本原理；结构；类型 Discussion the Shell and Tube Heat Exchanger DONG Yi （Dalian Guangyuan Vessels Manufacture Co., Ltd, Dalian Liaoning， 116100, China） 【Abstract】This paper describes the shell and tube heat exchanger of the basic principles and structure of a simple design method gave a detailed account of shell and tube heat exchanger in a fixed tube plate heat exchanger, floating head heat exchanger, U-tube heat exchanger device structure and characteristics of shell and tube heat exchanger for the selection of the mix to provide a reference. 【Key words】Shell And Tube Heat Exchanger； The Basic Principles Of Structure； Type ○企业论坛○ 755 科技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010 年 第 5期 （上接第 746 页）1．3．2 4 个类别的评分分值凡属等级类的，分别以该 级指标权重值的 100%、75%、50%和 25%计；凡属数值类的，按内插法 计分。 1．3．3 所有三级指标评分值的累计值即为该类型土地利用的生态适 宜度评价分值。 1．4 得分评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 生态适宜度在 85 分以上为很适宜，75～85 分为适宜，65～75 分为 基本适宜，65 分以下为不适宜。 2 评价结果 根据上述生态适宜度指标体系和评价方法，对规划的梧桐山村居 住区进行土地利用生态适宜度评价，评价结果如表 2 所示。 如表 2 所示，规划的梧桐山村居住区土地利用生态适宜度属综合 评分为 83.75 分，适宜作为居住区。 从二级指标的评分结果来看，规划 的梧桐山村居住区规划的梧桐山村居住区环境健康、景观优美、建筑 布局合理、地理位置较好、生活设施较完善、综合管理高效，但人口密 度偏高。 梧桐山村改造规划在下一步规划的细化过程中，应重点考虑 片区人口密度偏高的问题，并重点加强区内城市环境、居住条件、内部 交通、设施配套等建设，以形成宜人的居住环境。 【参考文献】 ［1］石纯，黄孟沧 .居住区生态适宜性指标体系的探讨 .上海环境科学，2003，22 (8)：564-567. ［2］田美荣，高吉喜,张彪，乔青.生态社区评价指标体系构建研究.环境科学研究， 2007，20(3)：87-92. ［3］顾渝群.可持续发展的大型居住区规划设计探讨 ／ ／生态文明视角下的城乡规 划———2008 中国城市规划年会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集：1-6. ［责任编辑：王静］ 科 ● 计计算是由已知数据计算换热面积，进而决定换热器的结构，可选定 标准形式的换热器；校核计算是对已有换热器，核定一些运行参数，校 核它是否满足预定的换热要求。 通常的设计步骤如图所示。 4 结语 管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备， 它虽然在换热效 率、 设备的体积和金属材料的消耗量等方面不如其他新型换热设备， 但它具有结构坚固、操作弹性大、可靠程度高、使用范围广等优点，所 以在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍采 用，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。 【参考文献】 ［1］郑津洋，董其伍，桑芝富.过程设备设计.化学工业出版社，2005. ［2］秦叔经，叶文邦.换热器.化学工业出版社，2003. ［3］国家质量技术监督局.管壳式换热器，GB151-1999.1999. ［责任编辑：田方义］ 科 ● 科 （上接第 718 页）的法律性,因此变更令应是严密和公正的,应明确以下 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 : 变更的原因和依据;变更的内容和范围 ;采用的技术标准 ;估算工 程变更的价格。 3.2 工程量清单 工程变更中的工程量清单是主要的工程变更文件 之一,他同原合同中的工程量清单基本相同,其区别在于每个项目都需 要填写工程变更前后的单价、数量、金额,目的是便于检查该变更对合 同价的影响。 4 监理工程师认真处理工程变更的重要性 工程变更常常发生在工程承包合同的执行过程中,通常是不可预 见的, 因为是无法事前预定, 需要监理工程师随着工程的进展现场决 定,若久拖不决,即使合理合情的变更也会阻碍工程进展 ;况且大部分 的工程变更会涉及到费用的变化,如处理不当不仅造成资金的浪费,影 响工程质量,埋下索赔的隐患,甚至是业主对工程投资失去控制或承包 商的利益受到损害。 ［责任编辑：翟成梁］ ● ● ○企业论坛○ 756