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                      管殼式/浮頭式換熱器結構詳解1

                      管殼式換熱器結構



                      管殼式換熱器主要有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式的浮頭換熱器等結構型式,固定管板換熱器因結構簡單,制造成本低,能得到較小的殼體內徑,管程可分成多樣,殼程也可用縱向隔板分成多程,規格范圍廣等優勢在工程中得到了廣泛應用。小七帶大家一起以固定管板式換熱器的結構為例,深入了解管殼式換熱器的結構。





                      固定管板換熱器的結構示意圖






                      管箱




                      管箱結構




                      常見的管箱結構大致可以分為以下幾類,如上圖所示。


                      A 型管箱可用于單管程和多管程,優點是便于清洗換熱器的管程;缺點是管箱蓋結構用材較多,當尺寸較大時,需要鍛件,故建議A 型管箱宜用于DN≤900mm 的場合。


                      B 型管箱用于單管程和多管程,優點是結構簡單,便于制造;缺點是檢修和清洗管程的換熱管內時,需將管箱上的接管法蘭和設備法蘭拆開,并取下整體管箱。


                      C 型管箱該管箱是多管程換熱器的返回管箱。


                      D 型管箱該管箱用于單管程換熱器的進出口管箱。


                      管箱平蓋是管箱的重要組成部分,不同的平蓋可以根據用途、材料耗費、方便清潔等方面進行選擇。


                      管箱平蓋的結構型式如圖所示


                      a) 圖1為整體結構的管箱蓋,主要用于管箱為碳鋼或低合金鋼材料的場合。


                      圖1 整體結構的管箱蓋


                      b) 圖2 為復合結構的管箱蓋,用于管箱為不銹鋼或耐蝕合金材料的場合。


                      圖2 復合結構的管箱蓋


                      c) 圖3 是采用襯板塞焊的管箱蓋,但不適用于真空狀態的場合。


                      圖3 襯板塞焊的管箱蓋 

                      整體結構管箱蓋的有效厚度應等于管箱蓋的實際厚度減去管箱腐蝕裕量或管箱腐蝕裕量與分程隔板槽深度的大值。對于復合管箱蓋和襯層管箱蓋,其復合層或襯層厚度不包括在有效厚度之內。






                      管板






                      根據管板與管箱、殼體的連接結構,管板可分為:


                      a) 延長部分兼作法蘭的固定管板。


                      b) 不兼作法蘭,且與殼程、管程筒體焊成一體的固定管板。


                      如下圖所示:








                      根據管板的使用功能(用途),管板分為:


                      a) 固定管板換熱器的固定管板;


                      b) 浮頭換熱器的固定管板和浮動式管板;


                      c) U 形管式換熱器的固定管板; 


                      d) 雙管板換熱器的雙管板; 


                      e) 薄管板。












                      波形膨脹節






                      在固定管板換熱器中,為避免殼體和換熱管拉伸破壞,換熱管失穩,換熱管從管板上拉脫,因此,必須在殼體中間設一撓性補償元件——膨脹節,以降低殼體與換熱管的軸向載荷,且可降低熱膨脹差所引起的管板應力,從而適當地減薄管板厚度。




                      換熱器用膨脹節的型式




                      膨脹節的形式較多,按截面的形狀,有U 型、Ω形,S 型等,在固定管板式換熱器中,采用多也普遍的是U 形波形膨脹節。


                      U 形膨脹節主要由波形管、直邊段兩部分組成,需要時還可能設內襯筒,加強環等,見圖所示:



                      換熱器用膨脹節也可分為單層和多層膨脹節


                      a) 對于固定管板換熱器,在設計要求的承載能力,補償呈剛度和疲勞壽命的前提下,應優先選用單層波形膨脹節。


                      b) 在下列情況子下,可選用多層波形膨脹節

                      1)須承受較高壓力,且要求較大的位移補償能力;

                      2)承受較高的疲勞壽命的要求;


                      采用多層波形膨脹節結構的特點如下:

                      1) 柔性好,補償能力高;

                      2) 疲勞壽命比單層結構高(國外資料介紹是單層的6 倍);

                      3) 結構緊湊,節省材料;

                      4) 在高壓情況下,不會突然破裂,不易有危險性。






                      換熱管






                      換熱管是換熱器的核心部分,不同的管徑、形狀、排列形式的換熱管等都會影響換熱器的效率。




                      管徑




                      換熱管的推薦定尺長度為1.5,2.0,2.5,3.0,4.5,6.0,7.5,9.0,12.0m。

                      換熱管的常用規格見下表1


                      表1 換熱管的常用規格




                      形狀




                      U 形換熱管

                      形管彎管段的彎曲半徑R(如下圖所示)應不小于兩倍的換熱管外徑,常用換熱管的小彎曲半徑R min 按表2選取。



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