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管壳式换热器的结构是怎样的?

来源:http://www.pyhlzz.com/news/369.html发布时间:2020-04-13

在炼油、化工生产中,绝大多数的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程,这些过程总称为换热过程。传热过程的进行需要一定的设备来完成,这些使传热过程得以实现的设备就称之为换热设备。

据统计,在炼油厂中换热设备的投资占全部工艺设备总投资的35%~40%,因为绝大部分的化学反应或传质传热过程都与热量的变化密切相关,如反应过程中,有的要放热,有的要吸热,要维持反应的连续进行,就必须排除多余的热量或补充所需的热量;工艺过程中某些废热或余热也需要加以回收利用,以降低成本。

另外,生产所得的油品或化工产品,需要将其冷却或冷凝,以便储存和运输。以上这些与热量有关的过程都需要使用换热设备。使用换热设备是为了达到加热或冷却的目的,如果将那些需要加热的流体与需要冷却的流体,经过换热设备相互换热,既可回收热量,又可降低冷却水的消耗。

综上所述,换热设备是炼油、化工生产中不可缺少的重要设备。换热设备在动力、原子能、冶金及食品等其他工业部门也有着广泛的应用。那么管壳式换热器的总体结构以及特点是什么呢?濮阳海林特种设备换热器制造公司和大家分享。

1.浮头式换热器
浮头式换热器的一端管板是固定的。与壳体刚性连接,另一端管板是活动的,与壳体之间并不相连。活动管板一侧总称为浮头,浮头式换热器的管束可从壳体中抽出,故管外壁清洗方便,管束可在壳体中自由伸缩,所以无温差应力。

但结构复杂、造价高,且浮头处若密封不严会造成两种流体混合。浮头式换热器适用于冷热流体温差较大(一般冷流进口与热流进口温差可达110℃),介质易结垢需要清洗的场合。在炼油厂中使用的各类管壳式换热器中浮头式较多。

2.固定管板式换热器
这类换热器的结构简单,重量轻,造价较低,在相同的壳层情况下,可较其他型式的列管换热器多排一些传热管子。但是壳体与管层之间的流体的温差不能太大,因温差太大时,会产生较大的热应力,使管子与管板结合处松脱而产生泄漏。

此外这类换热器因管板是固定的,所以在检修,更换管子或清洗壳层时,都比较困难。此换热器适用于壳程介质不易结垢,或是有结垢但可进行化学清洗的场合;壳壁与管壁因温度差而引起的膨胀量之差不大,或膨胀差虽大但壳程压力不高的情况。

3.U型管式换热器
这种换热器不同于固定管板式和浮头式,只有一块管板,换热管作为U字形、两端都固定在同一块管板上;管板和壳体之间通过螺栓固定在一起。这种换热器结构简单、造价低,管束可在壳体内自由伸缩,无温差应力,也可将管束抽出清洗且还省了一块管板。

但U形管管内清洗困难且管子更换也不方便,由于U形弯管半径不能太小,故与其他管壳式换热器相比布管较少,结构不够紧凑。它适用于冷热流体温差较大、管内走清洁不易结垢的高温、高压、腐蚀性较大的流体的场合。

4.釜式换热器
这种换热器的壳体直径一般为管束直径的1.5~2.0倍,管束偏置于壳体的下方,液面淹没管束,使管束上部形成一定的汽液分离空间。此换热器多用来做蒸发器、精馏塔的重沸器或简单的废热锅炉。根据需要,管束可以是固定管板型、浮头型或U型管型。

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