换热器讲义

11.2.4 折流板和支持板最小厚度：根据换热器直径和换热管无支撑跨距查GB151 表34。

工程设计中应注意如下：

（1）表34 值为卧式换热器折流板的最小厚度（2）立式换热器无腐蚀时，可适当减薄（3）需抽管束且重量较重时，应适当加厚（4）有振动时，应适当加厚

11.3 支持板

（1）当换热器不需要设置折流板，但换热管无支撑跨距大于GB151 表42 规定时，

应设置支持板。（2）浮头换热器浮头端宜设置加厚的圆环形支持板

11.4 U 形换热器的尾部支持

U 形换热器中，靠近弯管段起支撑作用的折流板，结构尺寸A+B+C 大于GB151 表42

规定时，应在弯管部分加支撑。

11.5 折流杆：用与换热管垂直的四组圆钢所形成的“井”字将换热管固定住。

折流杆换热器使壳程流体沿着管束轴线纵向流动，从而彻底消除流体横向流动而产生

的诱发振动。并且折流杆会使流体不断地产生卡门漩涡以提高传热的效率。同时由于没

有横向流动，故壳程流体压降较底。折流杆换热器的关键技术在于正确的传热工艺计算

及制造组装技术。

折流杆的直径等于换热管的间隙；可视一组折流圈相当于一块折流板（或支板承）

11.6 螺旋折流板

由数块扇形板排列在有一定升角的螺旋线上，使流体在壳体内形成螺旋流，其特点

为：(1)可以使流体达到近似于柱塞流的效果；(2)返混程度很低，几乎没有流动的死区；(3)传热效率提高的同时，又获得了较佳的压降；(4)传热系数与螺旋角关系密切，最佳的螺旋角为25°~40°；(5)为减少无支撑跨长避免振动可用二头或多头螺旋。

11.7 拉杆，定距管：（1）换热管外径≥19mm 时，采用拉杆定距管结构；（2）换热管外径≤14mm 时,采用拉杆与折流板点焊结构；（3）拉杆应尽量均匀布置在管束外边缘。对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于3 个支承点。（4）拉杆直径和数量根据GB151 表43,表44

11.8 防冲与导流

（1）管程设置防冲板条件：当管程采用轴向入口接管或换热管内流体流速超过3m/s 时，应设置防冲板，以减少流体的不均匀分布和对换热管端的冲蚀。

（2）壳程设置防冲板条件：当壳程进口管流体的ρν 2 为下列数值时，应在壳程进口管设置防冲板或导流筒：非腐蚀，非磨蚀的单向流体的ρν2>2230kg/(m.s2)；其他液体，包括沸点下的液体ρν2>740kg/(m.s2)；有腐蚀或磨蚀的气体，蒸汽及汽液混合物，应设置防冲板; （3）壳程设置导流筒条件：当壳程进出接管距管板较远，流体停滞区过大时，应设置导流筒。以减少流体停滞区，增加换热管的有效换热长度。

（4）防冲板：a) 防冲板外表面到圆筒内壁的距离，应不小于接管外径的1/4;b) 防冲板的直径或边长，应大于接管外径的50mm;c) 防冲板的最小厚度：碳钢为4.5mm,不锈钢为3mm。

d) 防冲板的固定形式有：－防冲板焊在拉杆或定距管上；－防冲板焊在靠近管板和进口管的第一块折流板上；－防冲板焊在圆筒上（考虑穿管，拉杆应固定在远离防冲板一侧的管板上）；－防冲板与换热管采用U 形螺栓固定；－由于结构原因无法设置防冲板时，在靠近进口管附近的换热管设置防护板。

（5）导流筒：导流筒分内导流筒和外导流筒

a)内导流筒：内导流筒外表面到壳体内壁的距离宜不小于接管外径的1/3。导流筒端部至

管板的距离，应使该处的流通面积不小于导流筒的外侧流通面积。b)外导流筒：内衬筒内表面到外导流筒的内表面距离为：接管外径d≤250mm 时，间距≥50mm；接管外径d>250mm 时，间距≥75mm。c)立式外导流换热器，应在内衬筒下端开泪孔。

11.9 双壳程结构

当管程流量较大，壳程流量较大、壳程流量较小时，或为达到全逆流传热的目的，

采用双壳程是很普遍的。

双壳程设计的关键在于纵向隔板的密封和安装结构，GB l51 有下列三种结构型式，

见下图。图中(a)（b）、（c）三种型式都适用于不抽芯式的换热器，其优缺点如下：（1）（a）型：组装很方便，但密封结构较为复杂，也可用于浮头式或U 形管式换

热管的可抽管束；

（2）（b）型：隔板必须先焊人壳体，因此组装管束十分困难；

（3）（c）型：作为固定管板换热器的使用，比（b）型组装简单，可在壳体外侧基

本完成管束的组装；也可用于U 形管式换热管器的可抽管束。

纵向隔板的最小厚度为6mm,当壳程压力降较大时，隔板应适当增加。

12 浮头盖和钩圈

12.1 浮头盖

浮头盖相当于管程的一个管箱，通常为带法兰的球冠形封头结构。其浮头法兰的设

计计算按GB150。带有分程隔板的碳钢和低合金浮头盖要热处理。

12.2 钩圈

钩圈对于保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起重要作用。GB 151 给出了两种

钩圈的结构型式。

(1)A 型钩圈为传统的结构形式，其厚度计算公式是活套法兰的计算式，因其剖分为

两半，故其厚度为整体活套法兰的2 倍；这种钩圈，加工要求低，但过大的结构尺寸会造成双头螺柱长，刚性差，同时会在浮头端造成过大的介质停滞区，减少了有效换热面积。鉴于B 型钩圈近30 年的成功使用，目前A 型钩圈在国内的应用已愈来愈少。(2)B 型钩圈的计算公式是个经过验证的经验公式，其优点是双头螺柱短、钩圈薄、

浮头端停滞区相对A 型要少，但加工有难度，要达到B 型钩圈的良好性能必须要保证以下两点：

——应保证浮头管板外径与钩圈内径0.4mm 的径向间隙，在拧紧螺栓时间隙消失，

从而使管板对钩圈起到支撑作用，控制了钩圈的转角变形，也能保证螺栓不致产生过大的弯曲变形，因此保证了有效的密封；

——保证颈部承受剪切载荷的30mm 的厚度。

JB/T4714《浮头式换热器冷凝器型式与基本参数》系列就是采用B 型钩圈。工程设

计中采用B 型较多。

12.3 浮头法兰垫片：一般应采用金属包垫片或缠绕垫，不宜采用非金属垫。

13 填料函换热器

13.1 填料函换热器结构形式

填料换热器结构有：外填料浮头式；

单填料函滑动管板式

双填料函滑动管板式

填料函换热器不适用于易燃，易爆，有毒及贵重介质。

14．支座

14.1 卧式换热器鞍座布置原则：

a)当L≤3000mm 时，两鞍座之间距离取LB=(0.4~0.6)L;

b)当L＞3000mm 时，两鞍座之间距离取LB=(0.5~0.7)L;

c)尽量使Lc 和Lc’相近。