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管殼式換熱器的形式和總體結(jié)構(gòu)

一、換熱器的分類換熱器是用于將高溫流體的熱量向低溫流體傳輸?shù)膫鳠嵩O(shè)備的總稱，它廣泛用于石油、[wiki]化工[/wiki]、電力、食品等工業(yè)部門，并且占有相當(dāng)重要的地位。換熱器的種類劃分方法很多，方法也各不相同。

(1)按其用途：可將換熱器分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器等；

(2)按其傳熱方式和作用原理：可分為混合式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器等。其中間壁式換熱器為工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。它按傳熱面形狀可分為管式換熱器、板面式換熱器、擴(kuò)展表面換熱器等。這其中又以管殼式換熱器應(yīng)用最為廣泛，它通過換熱管的管壁進(jìn)行傳熱。具有結(jié)構(gòu)簡單牢固、制造簡便、使用材料范圍廣、可靠程度高等優(yōu)點，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。(在著重介紹管殼式換熱器后，簡要介紹其他類型換熱器：混合式；蓄熱式；板式；管翅式；套管式；螺旋管式等)

二、管殼式換熱器的總體結(jié)構(gòu)

1、管殼式換熱器的主要元件：殼體、前后管箱、管板、管束、折流板或支持板、接 管、法蘭、(包括管法蘭與容器法蘭)支座及附件等組成。

2、管殼式換熱器的總體結(jié)構(gòu) 一般由前端管箱、殼體和后端結(jié)構(gòu)三部分組成。

(1)前端管箱——是指有管程入口的那一則的管箱。

(2)后端結(jié)構(gòu)——是指與前端管箱相應(yīng)的另一則的管箱結(jié)構(gòu)。

(3)殼體——是指處于前端管箱和后端結(jié)構(gòu)之間、由鋼管或金屬板焊接而構(gòu)成的筒體。換熱管置于由殼體圍成的空間中，兩端與管板相連，管板與殼體及管箱相連，把換熱器分為兩大部分空間，即殼程和管程。

3、管程與殼程 分程的目的：提高流速以提高傳熱系數(shù)，但程數(shù)不宜太多。管程——換熱器中的換熱管內(nèi)及與換熱管相通的空間，稱為管程。殼程——換熱器中的換熱管外及與其相通的空間，稱為殼程。

4、管程數(shù)與殼程數(shù)管程數(shù)——指介質(zhì)在換熱管內(nèi)沿?fù)Q熱管長度方向往返的次數(shù)。一般為偶數(shù)，主要有1、2、4、6、8、10、12等。殼程數(shù)——指介質(zhì)在殼程內(nèi)沿殼體軸向往返的次數(shù)。一般為單殼程，最多雙殼程。(說明多折流板不表示多殼程，強(qiáng)調(diào)軸向往返次數(shù))幾點說明：

1、不是所有管殼式換熱器都有后端管箱，如U形管式換熱器則沒有后端 管箱。

2、多管程換熱器在后管箱上無物料進(jìn)出口。

3、管殼式換熱器支座——臥式時為鞍式支座，而立式時為耳座(也可為其他類型，但一般不用)。

4、管箱詳細(xì)結(jié)構(gòu)第四章介紹。

三、管殼式換熱器的形式 管殼式換熱器根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同，可以分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式換熱器、釜式重沸器等。

1、固定管板式換熱器組成：管箱、管板、換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管等。結(jié)構(gòu)特點：管板與殼體之間采用焊接連接。兩端管板均固定，可以是單管程或多管箱， 管束不可拆，管板可延長兼作法蘭。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，在相同管束情況下其殼體內(nèi)徑最小，管程分程較方便。缺點：殼程無法進(jìn)行機(jī)械清洗，殼程檢查困難，殼體與管子之間無溫差補(bǔ)償元件時會產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，即溫差較大時需采用膨脹節(jié)或波紋管等補(bǔ)償元件以減小溫差應(yīng)力。

2、浮頭式換熱器組成：管箱、管板、換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管、鉤圈、浮頭蓋等。結(jié)構(gòu)特點：一端管板與殼體固定，另一端管板(浮動管板)與殼體之間沒有約束，可在殼體內(nèi)自由浮動。只能為多管程，布管區(qū)域小于固定管板式換熱器，管板不能兼作法蘭，一般有管束滑道。優(yōu)點：不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力，浮頭可拆分，管束易于抽出或插入，便于檢修和清洗。缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作時浮頭蓋的密封情況檢查困難。

3、U形管式換熱器組成：管箱、管板、U形換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管等。結(jié)構(gòu)特點：只有一個管板和一個管箱，殼體與換熱管之間不相連，管束能從殼體中抽出或插入。只能為多管程，管板不能兼作法蘭，一般有管束滑道。總重輕于固定管板式換熱器。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力，外層管清洗方便。缺點：管內(nèi)清洗因管子成U形而較困難，管束內(nèi)圍換熱管的更換較困難，管束的固有頻率較低易激起振動。

4、填料函式換熱器組成：管箱、管板、管束、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管、填料函等。結(jié)構(gòu)特點：一側(cè)管箱可以滑動，殼體與滑動管箱之間采用填料密封。管束可抽出，管板不兼作法蘭。優(yōu)點：填料函結(jié)構(gòu)較浮頭簡單，檢修清洗方便；無溫差應(yīng)力，(具備浮頭式換熱器的優(yōu)點，消除了固定管板式換熱器的缺點)。缺點：密封性能較差，不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒介質(zhì)。(簡單介紹滑動管板式換熱器，它是填料函式換熱器的變形。它把填料函式換熱器中的滑動管箱改進(jìn)為滑動管板，而管箱部分固定。另外簡單介紹雙管板結(jié)構(gòu)。)

5、釜式重沸器 它是固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器殼體的變形，主要是將殼程空間加倍增大，結(jié)構(gòu)上留有一定的蒸發(fā)空間。類似于現(xiàn)在的容積式換熱器。(容積式換熱器殼程介質(zhì)一般為水，用于供暖。)

四、管殼式換熱器的型號表示方法

1、管殼式換熱器型號的組成： X——前端管箱形式代號(如表1-1所示) Y——殼體形式代號(如表1-1所示) Z——后端結(jié)構(gòu)形式代號(如表1-1所示) DN——換熱器的公稱直徑(mm)，對卷制圓筒為其內(nèi)直徑，對鋼制圓筒為鋼管的外徑，對釜式重沸器，用分?jǐn)?shù)表示，分子為管箱內(nèi)徑、分母為殼體內(nèi)徑。 Ps、Pt——分別表示管程、殼程設(shè)計壓力(MPa)，當(dāng)管程殼程壓力相等時只寫Pt。 A——公稱換熱面積(m2)，是經(jīng)圓整后的計算換熱面積，即以換熱管外徑為基準(zhǔn)，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長度后，計算得到的管束外表面積。對于U形管，一般不包括彎管段的面積。 LN——換熱器的公稱長度(m)，當(dāng)換熱管為直管時，取直管長度為其公稱長度；為U形管時，取U形管直管段長度為換熱器的公稱長度。 d——換熱管的外直徑(mm)。(強(qiáng)調(diào)d不是換熱管公稱直徑) B——當(dāng)換熱管為Al、Cu、Ti管時分別記為Al、Cu、Ti；當(dāng)換熱管為鋼制管時，不標(biāo)記。 NT、NS——分別為管程數(shù)和殼程數(shù)，單殼程時公標(biāo)記NT即可。 C——對于鋼制換熱管，I級管束時為I，II級管束時為II。I級管束是指采用較高級的高級冷撥管的管束；II級管束是指采用普通冷撥管的管束。

管殼式換熱器的選型

一、選型時要考慮的因素?fù)Q熱器的選型，就是根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)特點、使用條件、投資與運行費用等綜合因素來選擇一種相對合理的換熱器形式。在選型前，必須熟悉各種換熱器的結(jié)構(gòu)特點、工作特性，根據(jù)具體條件做出方案，比較各方案做出最優(yōu)的選擇。

1．選型時要考慮的因素有：材料、介質(zhì)、壓力、溫度、溫差、壓降、結(jié)垢情況、檢修清理方法等各種因素。

2．安全因素——是換熱器選型時最主要因素。包括強(qiáng)度、剛度足夠，結(jié)構(gòu)可靠，滿足密封要求，材料與介質(zhì)相容。(例溫差應(yīng)力的考慮、密封性的考慮等)

3．能完成工藝要求——有足夠的傳熱面積、介質(zhì)有良好的有利于傳熱的流動狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)上較合理。(例能否用U形管，管、殼程的清洗，是否分程，介質(zhì)的黏度對流動的影響，是否須可拆結(jié)構(gòu)等) 4．利于制造、安裝和維修——制造較簡單、運行性能良好、運行費用低等。二、選型的一般原則溫差不大、殼程介質(zhì)結(jié)垢不嚴(yán)重、殼程能采用化學(xué)清洗時，選用固定管板式換熱器。溫差較大時，可選用浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式換熱器和滑動管板式換熱器。要對殼程進(jìn)行機(jī)械清洗時，可選用管束可可抽出的結(jié)構(gòu)。高溫高壓時，可選用U形管式換熱器。殼程介質(zhì)為易燃、易爆、有毒或易揮發(fā)，以及使用壓力、溫度較高時，不宜采用填料函式換熱器。管程介質(zhì)和殼程介質(zhì)不允許相混時，可采用雙管板結(jié)構(gòu)的換熱器。

管殼式換熱器的設(shè)計內(nèi)容

管殼式換熱器的設(shè)計包括下面五個方面的內(nèi)容，這五方面相互交叉，不斷調(diào)整。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)選擇換熱器的形式，初定出結(jié)構(gòu)尺寸。(如管子外徑、長度、筒體外徑等)

二、熱力計算：計算所需的傳熱面積， 調(diào)整尺寸使結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳熱面積大致等于計算的傳熱面積。

三、流體阻力計算：計算阻力降，保證阻力降在允許范圍內(nèi)。(壓力將一般根據(jù)整個工藝流程確定)

四、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計：殼體直徑的確定和殼體壁厚的計算。換熱器封頭的選擇及厚度計算。管板強(qiáng)度計算及尺寸的確定。(含溫差應(yīng)力計算)管子拉脫力的計算。支座的計算。(包括臥式與立式支座計算)開孔補(bǔ)強(qiáng)計算等。

五、繪圖：根據(jù)計算結(jié)果具體確定各種零部件的結(jié)構(gòu)及一些標(biāo)準(zhǔn)件的選取，(如容器法蘭、折流板與支持板、拉桿與定距管等)然后繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計圖和施工圖。

以下是鋼制管殼式換熱器的最新標(biāo)準(zhǔn)：

https://bbs.hcbbs.com/thread-158604-1-1.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的管程由哪三部分组成_换热器是几壳程？几管程的？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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