管壳式热交换器

组合排列与转角排列
换热管中心距
定义：管板上两管子的中心线距离。 涉及清洗，固定方法。
确定方法： 换热管中心距不小于1.25倍管外径。
布管限定圆
用来决定壳体内管束的大小。
管板和管子的连接
管板和管子的连接方式有胀接和焊接，对 于高温高压下常采用胀、焊并用的方式。
胀接 胀接适用于换热管为碳钢，管板为碳钢或
进口接管及防冲板的布置
固定管板式中，两端管板均与壳体采用焊接连接，管 板兼作法兰用。
浮头式、U形管式及填料函式换热器中采用可拆连接， 将管板夹持在壳体法兰和管箱法兰之间。
管板与壳体连接结构
折流板
作用：流体反复地改变方向作错流流动或其他形式的 流动，并可调节折流板间距以获得适宜流速，提高 传热效率。另外，支撑管束的作用。
釜式重沸器
类似浮头式、U形管换热器，清洗维修方便，可处理 不清洁，易结垢的介质，并能承受高压、高温.
2.2 管壳式换热器的结构
管壳式换热器流体的流程
一种流体走管内，称为管程，另一种流体 走管外，称为壳程。管内流体从换热管一端流 向另一端一次，称为一程；对U形管换热器， 管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另 一端一次，称为两程.
料30%-50%
螺旋槽
主要用于强化管内气体或液体的传热，强化管内液 体的沸腾或管内外蒸气的冷凝，管内传热系数为光管 传热系数的1.5-2.0倍；管外传热系数为光管传热系数 的1.5倍.
缩放管
波纹管
波纹管优点 既强化管内，又强化管外，结构特点：波形 变化，管壁薄，小于1mm. 传热系数较光管高2~3倍，波纹管换热器具 有传热效率高，不易结垢，热补偿能力强.
（4）填料函式换热器
填料函式换热器 1.纵向隔板；2.浮动管板；3.活套法兰；4.部分剪切环；5.填 料压盖；6.填料；7.填料函
填料函式密封
缺点：填料处易泄漏。 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管 间清洗方便 适用场合：4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易 爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料的物性限制。
一边与流向平行，特点皆于等边三角形与正 方形排列之间，不宜用于卧式冷凝器底部， 换热管外表面的冷凝液膜削弱传热.
最不紧凑，便于机械清洗，用于需要将管束 抽出清洗的换热器，如浮头式换热器中。
对比正方形排列，板间距相同的情况下，流 通面积比正方形小，有利于流速提高.
多种排列方式组合 p45
换热管
构成换热器的传热面.碳钢、合金钢、铜、塑料、 石墨材料。
在管壳式热交换器使用各种各样的管子，大部分 为直管和U形管。
一般情况下使用光管，当壳侧的传热系数比管侧 低时，如壳内为高粘度液体，气体，蒸汽时，使用 低翅管加强换热。
在另外一些特定情况下，选用双层管
横纹槽管
双面强化管，内表面环形凸肋，外表面环形凹肋. 管内换热系数为光管换热系数的2~3倍； 管外纵流条件下，管外传热系数为光管的1.6倍. 传递热量相同，泵功率相同，取代光管，节约材
图7-3带膨带胀补节偿的器固的定固管定板管式板换式热换器热器
（2） U形管式换热器
U形管式换热器 1.中间挡板；2.U形换热管；3.排气口；4.防冲板；5.分程隔板
U形管式换热器
图U型7-管6 式U换形热管器式换热器
优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。 缺点：布板少，wenku.baidu.com板利用率低，管子坏时不易更换。 适用场合：特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、 腐蚀性大的物料。
换热管及其在管板上的排列 等边三角形，同心圆法，正方形法
换热管在管板上的排列形式 有正三角形、转角正三角形、 正方形和转角正方形等.
一边与流向垂直，在相同管板面积上管数排列最多， 传热系数较高（与正方形排列比），节约管板面积.
换热管间不宜清洗，适用于不结垢护着可用化学方 法清洗以及允许压降较高的工况。
低合金钢，设计压力不超过4MPa、设计温度 不超过350℃，且无特殊要求的场合。
焊接
碳钢或低合金钢，温度在300℃以上，大 都采用焊接连接。
管板与换热管的焊接连接
管箱
位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。
管箱结构形式 1.隔板；2.管板；3.箱盖
壳体及其与管板的连接 在壳程进口接管处常装有防冲板或称缓冲板。
分类： 常用折流板有弓形和圆盘-圆环形两种，弓形的有
单弓形、双弓形及三弓形，单弓形和双弓形应用最多。
弓形折流板
圆盘-圆环形折流板
折流板缺口尺寸
折流板的固定 通过拉杆和定距管来实现。
拉杆结构
折流杆换热器
折流板使流体横掠管束，在增强传热的同时， 也会引起流体的诱导振动。
距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、21—螺栓、螺母
优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力， 造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵 管或更换。
缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能 产生较大的热应力。
适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程 需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的 场合。 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性 元件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。
（3）浮头式换热器
浮头式换热器 1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳
浮头结构示意图
图浮7头-4式热浮交头换式器换热器
优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点： 结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中 无法检查。 适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢的场合。
第二章 管壳式热交换器
间壁式热交换器
管式热交换器 管壳式、套管式、螺旋管式等
板式热交换器 延伸表面热交换器 蓄热式热交换器
管壳式换热器
2.1 管壳式换热器的分类 基本类型 固定管板式换热器 U形管式换热器 浮头式换热器 填料函式换热器
（1）固定管板式换热器
固定管板式换热器 1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀 节；7—折流板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板； 11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定