什么是壳管式冷凝器
化工设计中常用冷凝器的设计选用
化工设计中常用冷凝器的设计选用前言在化工工业中，反应器通常是不可避免会产生高温高压的情况，而反应所得的产物又需要被分离出来进行后续的处理。
其中一种常用的分离方法是利用冷凝器来将产物冷却并转化为液态，以便于下一步的处理。
因此，冷凝器在化工工业中扮演着非常重要的角色。
本文将介绍化工设计中常用的冷凝器类型及其选用的相关要点。
常见冷凝器类型管式冷凝器管式冷凝器是一种基本型的冷凝器，它由许多直管组成，这些管通常是水冷却的，被冷却的产物在管内横流或竖流。
其优点是结构简单、制造工艺较为容易，且具有较高的换热系数。
但是管式冷凝器占地面积较大，通常只适用于小规模或中等规模的操作。
壳管式冷凝器壳管式冷凝器是具有更加复杂设计的冷凝器类型，通常由许多金属管和一个外壳组成。
被冷却的产物从金属管中流过，在此之前先由过壳端流过管子壁，而冷却水从外壳流过。
壳管式冷凝器适用于大规模的化工操作，但也存在一些缺点，如成本昂贵、清洗较为麻烦等。
级串式冷凝器级串式冷凝器通常由两个或多个不同类型的冷凝器组合而成，以便于更充分的冷却产物。
比如，在某些情况下，管式冷凝器与壳管式冷凝器的组合将极大地提高产品收率。
级串式冷凝器的主要优点是其调节性可以根据反应特性进行优化。
选用要点操作压力和温度操作压力和温度是选定冷凝器类型的两个重要参考因素，因为它们不仅会影响冷凝器的选择，还会影响到冷却液的流量和性质。
在低压下，管式冷凝器可能表现出更好的效果，而壳管式冷凝器则更适用于高压操作。
对于高温操作，通常需要更加高效的冷却系统。
生产速率生产效率对于化工生产来说，是一个至关重要的因素。
冷凝器的设计和选用将影响产物分离的效率，尤其是在生产批次较大时。
因此，在设计和选用冷凝器时，需要确保能够实现最高效的产物冷却，从而确保生产的效率和质量。
实际运行机制不同的冷凝器类型在操作时有不同的冷却机制，因此在选用冷凝器的时候，需要对其实际运行机制有足够的了解。
如果不同的冷凝器相互组合，也必须确保它们的特殊运行机制可以相互协调。
壳管式冷凝器
壳管式冷凝器的简单的设计使它 成为理想的用于各种各样的应用，冷 却液。最常见的应用之一是在发动机 的液压油冷却，变速器和液压动力包。 随着材料的正确选择，他们也可以用 来冷却或加热其他媒介，如游泳池的 水或空气。一种管壳式换热器大优势 是，他们往往容易服务，特别是模型 中的浮动管束（在管板没有焊接到外 壳）是可用的。
壳管式冷凝器
山东万合制冷设备有限公司
壳管式冷凝器是一类热交换器的 设计。是炼油厂和其他大的化学过程 的换热器最常见的类型，是适合高压 力应用。顾名思义，这种类型的换热 器由外壳（大型压力容器）和一束管 里面。一个流体穿过管，和另一种流 体流过管（通过壳）的两种流体之间 的热传递。管子的集合称为管束，可 由管的几种类型：平，纵肋，等。
管壳式换热器设计可以有很多变 化对管壳设计。通常，每个管的两端 连接到增压室（有时称为水盒）通孔 管。管可以在U形直或弯曲，称为U 型管。
在压水堆核电站称，大型换热器 称为蒸汽发生器两相，管壳式换热器 通常有U型管。他们是用来煮回收从 一个表面冷凝器水变成蒸汽驱动涡轮 机发电。大多数的管壳式换热器是1， 2，或4通管侧的设计。这是指在流 体管倍数通过在壳的流体。通过在一 个单一的换热器，流料应具有良好的导热性。 由于热量通过管从热到冷的一面，还有通过管的宽的温度 差。由于该管材料的热膨胀不同，在不同温度下的倾向， 热应力发生在手术。这是从流体自身压力的任何应力增加。 管的材料也应与管壳侧流体的工况条件下长期兼容（温度， 压力，pH值，等）以减少恶化，如腐蚀。所有这些要求很 强的精心选择，热传导性。能够很好的传热，管材料应具 有良好的导热性。由于热量通过管从热到冷的一面，还有 通过管的宽的温度差。由于该管材料的热膨胀不同，在不 同温度下的倾向，热应力发生在手术。这是从流体自身压 力的任何应力增加。管的材料也应与管壳侧流体的工况条 件下长期兼容（温度，压力，pH值，等）以减少恶化，如 腐蚀。所有这些要求强，仔细选择导热性，耐腐蚀，高质 量的管材料，通常是金属，包括铜合金，不锈钢，碳钢， 有色金属铜合金，因科镍合金，镍，镍基合金和钛。管材 料选择不当可能导致渗漏管壳双方造成交叉污染和可能的 流体压力损失之间的管。
壳管式冷凝器设计讲解
课程设计说明书设计名称机械设计基础课程设计设计题目制冷系统设计任务书设计时间2015.1.6 ～2015.1.21学院食品工程学院专业能源与动力工程班级1202 班姓名杨鑫指导教师曲航配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器设计设计任务：设计一台配用冷水机组的卧式壳管式冷凝器设计条件: 设计参数：制冷剂：R134a 额定工况蒸发温度：t 0=5C 冷却水进口温度：t k=400C制冷量：Q0=360kw传热管：每英寸19片的滚轧低肋铜设计要求：1. 对确定的工艺流程进行简要论述；2. 物料衡算，热量衡算；3. 确定管式冷凝器的主要结构尺寸；4. 计算阻力；5. 编写设计说明书一、设计方案的确定及说明。
1. 冷却水的进出口温度。
进口水温度280C，而一般卧式壳管式冷凝器的冷却剂进出口温度之差为4—100C，本设计取60C, 故出口温度为340C.2. 流速的选择查得列管换热器管内水的流速，管程为0.5 ～3m/s ，壳程0.2～1.5m/s[2] ；根据本设计制冷剂和冷却剂的性质，综合考虑冷却效率和操作费用，本方案选择流速为1.5m/s.3. 冷凝器的造型和计算3.1 水冷式卧式冷凝器的类型本次设计是以海水为冷却剂，选择氟利昂高效卧式冷凝器为设计对象。
此冷却系统的原理是将压缩机排出的高温、高压制冷制气等压冷凝成液体，在冷库中蒸发，带走待冷物料的热量，起到冷却物料的效果。
本方案采用R134a 为制冷剂，不燃烧，不爆炸，无色，无味冷凝器型式的选择：本方案采用卧式壳管式冷凝器。
卧式管壳式水冷凝器的优点是：1、结构紧凑，体积比立式壳管式的小；2、传热系数比立式壳管式的大；3、冷却水进、出口温差大，耗水量少；4、为增加其传热面积，R134a 所用的管道采用低肋管；5、室内布置，操作较为方便。
3.2 冷凝器的选型计算3.3 冷凝器的热负荷3.4 冷凝器的传热面积计算+3.5 冷凝器的阻力计算4·管数、管程数和管子的排列4．1 管数及管程数4.2 管子在管板上的排列方式4.3 管心距5·壳体直径及壳体厚度的计算5．1 壳体直径，厚度计算二、设计计算及说明（包括校核）一）设计计算1、冷凝器的热负荷：冷凝器的热负荷是制冷剂的过热蒸汽在冷凝过程中所放出的总热量，可用制冷剂的压－焓图算出。
壳管式冷凝器的设计计算
壳管式冷凝器的设计计算1.冷凝器热负荷：它是指需要冷凝的蒸汽或气体的热量。
冷凝器的设计应根据所需冷凝负荷来确定。
冷凝器的冷凝负荷可以通过以下公式计算：Q=m×(Hv-Hl)其中，Q为冷凝负荷（kW），m为蒸汽或气体的质量流量（kg/h），Hv为蒸汽或气体的饱和蒸发焓（kJ/kg），Hl为液体的饱和液体焓（kJ/kg）。
2.壳程和管程的流体流量：壳管式冷凝器中的流体可以从两个方向流动，一种是从壳程（外壳）流动，另一种是从管程（管束）流动。
其中，壳程的流量可以通过以下公式计算：Gs = Q / (Cph × ΔT_sh)其中，Gs为壳程流体的质量流量（kg/h），Q为冷凝负荷（kW），Cph为壳程流体的定压热容（kJ/(kg·K)），ΔT_sh为壳程流体的进出口温度差（℃）。
管程的流量可以通过以下公式计算：Gt = Q / (Cpt × ΔT_st)其中，Gt为管程流体的质量流量（kg/h），Cpt为管程流体的定压热容（kJ/(kg·K)），ΔT_st为管程流体的进出口温度差（℃）。
3.壳管式冷凝器的传热系数：壳管式冷凝器的传热系数是指单位面积上传递的热量能力。
传热系数的计算可以采用经验公式或理论公式进行估算。
4.壳管式冷凝器的壳程和管程内壁面积：冷凝器的壳程和管程内壁面积是在传热过程中应考虑的重要参数。
壳程内壁面积和管束内壁面积的计算可以通过以下公式进行估算：As=Gs/(Gs×Us)At=Gt/(Gt×Ut)其中，As为壳程内壁面积（m²），Gs为壳程流体的质量流量（kg/h），Us为壳程侧的传热系数（W/(m²·K)）；At为管程内壁面积（m²），Gt为管程流体的质量流量（kg/h），Ut为管程侧的传热系数（W/(m²·K)）。
5.冷凝器的材料选择：冷凝器在工作过程中需要承受较高的压力和温度，因此材料的选择至关重要。
壳管冷凝器设计计算公式
壳管冷凝器设计计算公式壳管冷凝器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药等工业领域。
它通过将高温高压的气体冷却成液体，实现能量的转换和回收。
在设计壳管冷凝器时，需要考虑多种因素，包括冷凝器的尺寸、材料、流体性质等。
而其中最关键的一步就是进行设计计算，以确定冷凝器的具体参数。
下面将介绍壳管冷凝器设计计算的一般公式和步骤。
1. 冷凝器的热负荷计算。
冷凝器的热负荷是指冷凝器需要处理的热量，通常以单位时间内传热量的形式表示。
冷凝器的热负荷计算公式为：Q = m (h1 h2)。
其中，Q为冷凝器的热负荷，单位为瓦特（W）；m为冷凝介质的质量流量，单位为千克/秒；h1和h2分别为冷凝介质进口和出口的焓值，单位为焦耳/千克（J/kg）。
2. 冷凝器的传热面积计算。
传热面积是冷凝器设计中的一个重要参数，它直接影响到冷凝器的传热效果。
传热面积的计算公式为：A = Q / (U ΔTlm)。
其中，A为传热面积，单位为平方米（m2）；Q为冷凝器的热负荷；U为传热系数，单位为瓦特/平方米·摄氏度（W/m2·℃）；ΔTlm为对数平均温差，单位为摄氏度（℃）。
3. 冷凝器的管束数计算。
管束数是指冷凝器中管子的数量，它直接关系到冷凝介质在冷凝器中的流动情况。
管束数的计算公式为：N = (m G) / (π d2 ρ)。
其中，N为管束数；m为冷凝介质的质量流量；G为冷凝介质的流速，单位为千克/（秒·平方米）；d为管子的直径，单位为米（m）；ρ为冷凝介质的密度，单位为千克/立方米（kg/m3）。
4. 冷凝器的压降计算。
在设计冷凝器时，需要考虑冷凝介质在冷凝器中的压降情况，以确保冷凝介质能够顺利地流动。
冷凝器的压降计算公式为：ΔP = f (L / d) (G2 / 2) ρ。
其中，ΔP为冷凝器的压降，单位为帕斯卡（Pa）；f为摩擦因子；L为管子的长度，单位为米（m）；d为管子的直径；G为冷凝介质的流速；ρ为冷凝介质的密度。
壳管式冷凝器
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经常有挡板导流壳侧流体通过，不走捷径 穿过壳侧离开无效的低流量。这些通常是 连接到管束而不是为外壳，包仍然是可移 动的维修。 逆流换热器是最有效的因为他们允许最高 的对数平均温度差热、冷流之间的。许多 公司但不使用单通的热交换器，因为他们 可以轻易打破除了是更昂贵ห้องสมุดไป่ตู้建立。通常 多个热交换器可以用来模拟一个单一的大 器逆流。
壳管式冷凝器的简单的设计使它 成为理想的用于各种各样的应用，冷 却液。最常见的应用之一是在发动机 的液压油冷却，变速器和液压动力包。 随着材料的正确选择，他们也可以用 来冷却或加热其他媒介，如游泳池的 水或空气。一种管壳式换热器大优势 是，他们往往容易服务，特别是模型 中的浮动管束（在管板没有焊接到外 壳）是可用的。
材料的选择能够传递热量，管材料应具有良好的导热性。 由于热量通过管从热到冷的一面，还有通过管的宽的温度 差。由于该管材料的热膨胀不同，在不同温度下的倾向， 热应力发生在手术。这是从流体自身压力的任何应力增加。 管的材料也应与管壳侧流体的工况条件下长期兼容（温度， 压力，pH值，等）以减少恶化，如腐蚀。所有这些要求很 强的精心选择，热传导性。能够很好的传热，管材料应具 有良好的导热性。由于热量通过管从热到冷的一面，还有 通过管的宽的温度差。由于该管材料的热膨胀不同，在不 同温度下的倾向，热应力发生在手术。这是从流体自身压 力的任何应力增加。管的材料也应与管壳侧流体的工况条 件下长期兼容（温度，压力，pH值，等）以减少恶化，如 腐蚀。所有这些要求强，仔细选择导热性，耐腐蚀，高质 量的管材料，通常是金属，包括铜合金，不锈钢，碳钢， 有色金属铜合金，因科镍合金，镍，镍基合金和钛。管材 料选择不当可能导致渗漏管壳双方造成交叉污染和可能的 流体压力损失之间的管。
年处理9000吨甲苯管壳式冷凝器设计
年处理9000吨甲苯管壳式冷凝器设计
（原创版）
目录
1.项目背景和目标
2.甲苯管壳式冷凝器的工作原理
3.设计过程和挑战
4.设计成果和应用
正文
1.项目背景和目标
在化工行业中，冷凝器是一种重要的设备，用于将气体冷却并转化为液体。
在本项目中，我们的目标是设计一款能够处理 9000 吨甲苯的管壳式冷凝器。
甲苯是一种常见的有机溶剂，广泛应用于涂料、胶粘剂、树脂等行业。
因此，设计一款高效、可靠的冷凝器具有重要的实际意义。
2.甲苯管壳式冷凝器的工作原理
管壳式冷凝器是一种常见的冷凝器类型，主要由壳体、管束、冷却介质和冷却管等组成。
在冷凝器中，甲苯蒸气从壳体进入管束，在管内冷却介质的作用下，逐渐冷却并凝结为液体。
冷却介质通常是水，它在冷却管中流动，吸收甲苯蒸气的热量，保证冷凝器的正常运行。
3.设计过程和挑战
在设计过程中，我们首先需要确定冷凝器的尺寸和结构，以满足处理9000 吨甲苯的需求。
这涉及到大量的热力学计算和工程实践经验。
在设计过程中，我们遇到了很多挑战，例如如何保证冷凝器的传热效率、如何选择合适的冷却介质以及如何确保设备的安全稳定运行等。
4.设计成果和应用
经过多方面的研究和试验，我们最终成功设计出一款能够处理 9000 吨甲苯的管壳式冷凝器。
该冷凝器具有较高的传热效率和稳定性，能够满足生产需要。
目前，该冷凝器已经应用于某化工厂的甲苯回收系统中，取得了良好的经济效益和环保效果。
总之，本项目旨在设计一款能够处理 9000 吨甲苯的管壳式冷凝器。
在设计过程中，我们克服了诸多挑战，最终成功实现了目标。
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常用于冷凝制冷循环系统中的设备。
冷凝是通过从冷却剂中提取
热量来将其冷却成液体的过程。
在制冷循环系统中，冷却剂被压缩成高压气体，然后通过
冷凝器流过，将热量散发到周围环境中，从而冷却成液体。
壳管式冷凝器是一种有效的冷
凝器设备，其冷却原理如下：
壳管式冷凝器由壳体和管束两部分组成。
壳体通常是圆筒形结构，有进出口连接，管
束则是由多根细管组成的。
在此结构中，冷却剂从进口进入壳体，然后通过细管流过，在
冷却剂和细管之间产生传热，从而实现将冷却剂冷却成液体的过程。
壳管式冷凝器的工作原理基于两种类型的传热：对流传热和传导传热。
对流传热是指
在热传递的时候通过流体的热对流使传热，而传导传热则是通过直接热传递的方式进行的。
在壳管式冷凝器中，传热主要是通过对流传热来实现的。
当冷却剂进入壳体中时，它涌入管束中的细管中。
细管中的高-pressure 冷却剂会导
致其温度升高，然后通过壳体和管束之间的热交换器散去热量。
热交换器的主要作用是提
供较大的表面积，以增加热量散发的速度和效率。
随着冷却剂在细管中的逐渐冷却，它会
逐渐被转变成液体，并在最终离开壳体时变成液体。
这样的壳管式冷凝器可以被用于任何需要降温的设备中。
无论是家用冰箱、空调系统
还是工业用制冷设备，壳管式冷凝器都被广泛应用。
此外，壳管式冷凝器还具有高效率、
低能耗、不易造成环境污染等优点，是目前广泛使用的一种制冷技术。
冷凝器介绍
w冷却水的平 n
2 i
，m/s
z冷却水流程数 di换热管内径，m n换热管总根数 冷却水密度，kg/m3 f摩擦阻力系数 f 0.178 bdi0.25 b 系数，钢管b=0.098；铜管b=0.075； L换热管长度，m
五、影响冷凝器传热效率的因素
1）结构：筒体-管板-换热管 2）工作流程 制冷剂：上进下出，走管间 冷却水：下进上出，走管内 3）冷凝器水路方式 4）应用：普遍地应用于大、中、小型的氨制冷 系统和氟利昂制冷系统
结构基本同氨用，但筒内换热管则多采用铜管， 为强化传热，可加工为低肋管、螺纹管。
三、结构及工作过程
3.套管式冷凝器
1）结构：外管-内管(束)
冷凝器介绍
一、冷凝器的作用
将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气先冷却 再冷凝成液体。 可以实现液体过冷。
二、冷凝器的类型
立式：用水量多，水质可差 壳管式 卧式：水质要好，水温低 套管式：小型水冷系统 淋水式：用水少，水质可差，空气干燥 自然对流式 风冷式 强制对流式 水-空气式 = 蒸发式：用水少，空气干燥
传热面积（加肋或翅片） 换热管材料 制冷剂流速及流向 不凝性气体 含油量 冷凝器构造及型式 冷却介质
冷凝负荷系数
查设计手册
t m
t 2 t1 t t ln k 1 tk t2
四、选型设计
2）水冷式冷凝器冷却水流量：G Qk
c t
1 L 3）卧式冷凝器水侧阻力： p w fz 1.5z 1 2 di
4）选型样本：立 式 卧 式 套管式 风冷式 蒸发式
水冷式
类型
三、结构及工作过程
1. 立式壳管式冷凝器
换热管束用51×3.5 或38×3的无缝钢管
一、冷凝器
冷凝器的特点：
冷凝器 水冷冷凝器 风冷冷凝器 蒸发式冷凝器 淋激式冷凝器
省水，造价 低，结构简 单，可现场 制作，水垢 易清除；金 属耗量大， 占地面积大
立 式 壳 管 式
卧 式 壳 管 式
套 管 式 壳 管 式
省水，造价低，结构简单， 水垢易清除，体积小
不需水，安装简单，可置于屋面；传 热系数小，受环境温度影响大，恶化 环境，除尘困难
一、冷凝器 冷凝器是制冷装置的主要热交换设备 之一。它的任务是将压缩机排出的高压 过热制冷剂蒸气，通过其向环境介质放 出热量而被冷却、冷凝成为饱和液体， 甚至过冷液体。
按照冷凝器使用冷却介质和冷却方式的 不同，有水冷式、空气冷却式和蒸发式三 种。
冷凝器的类型
立式：用水量多，水质可差 壳管式 卧式：水质要好，水温低 套管式：小型水冷系统 淋水式：用水少，水质可差，空气干燥 蒸发式：用水少，空气干燥 自然对流式 强制对流式
套管式冷凝器
2.空气冷却式冷凝器 这种冷凝器以空气为冷却介质，制冷 剂在管内冷凝，空气在管外流动，吸收 管内制冷剂蒸气放出的热量。由于空气 的换热系数较小，管外（空气侧）常常 要设置肋片，以强化管外换热。分为空 气自由运动和空气强制运动两种型式。
（1）空气自由运动的空冷冷凝器：该 冷凝器利用空气在管外流动时吸收制冷 剂排放的热量后，密度发生变化引起空 气的自由流动而不断地带走制冷剂蒸气 的凝结热。它不需要风机，没有噪声， 多用于小型制冷装置。目前应用非常普 遍的是丝管式结构的空气自由运动式冷 凝器。如图4-4所示。
水冷式 类型
风冷式
1.水冷式冷凝器 这种型式的冷凝器用水作为冷却介质， 带走制冷剂冷凝时放出的热量。冷却水 可以一次性使用，也可以循环使用。用 循环水时，必须配有冷却塔或冷水池， 保证水不断得到冷却。根据其结构不同， 主要有壳管式和套管式两种。
第四章 冷凝器和蒸发器
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
Outlet refrigerant Inlet water
Inlet refrigerant Outlet water
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板式换热器（冷凝器、蒸发器）
A向 A B B向
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
制冷剂 水
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2014/6/2
23
2014/6/2
二、冷凝器的热工性能
1. 不同冷凝器的传热性能比较
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卧式壳管式冷凝器的主要优点
传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要 求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停 止冷凝器的工作。 这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是 压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
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（3）套管式冷凝器
套管式冷凝器一般用于小型 氟利昂制冷机组，例如柜式空调 机、恒温恒湿机组等。
（1）立式壳管式冷凝器
工作原理： 水:冷却水从上部通入管内，吸热后排 入下部水池。顶部有配水箱和带斜 槽的导流管嘴。 通过斜槽沿切线方 向流入管中，沿管壁螺旋状向下流 动，形成一层水膜，提高冷却效果， 还可节水。 制冷剂：从中部进入管束外空间，冷 凝液沿管外壁流下，聚集于底部， 从出液管流出。 特点：占地小，无冻结危险，可安装 在室外，便于清除铁锈和污垢，对 水质要求不高；冷却水量较大，体 积笨重，多用于氨系统。
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空冷式冷凝器特点：
3. 采用空冷式冷凝器时，由于夏季室外温度较高，冷 凝温度较高，为获得同样的制冷量，压机的容量大
20%，且运行费用较高。
4. 空冷式机组多用于小型和移动式制冷机组及缺水地 区的氟利昂系统中。 5. 应防止冬季运行压力过低，蒸发器缺液，制冷能力 降低。
壳管式冷凝器的分类、安装要点、使用及维护规程
壳管式冷凝器的分类、安装要点、使用及维护规程壳管式冷凝器是冷水机常用到的一种换热器，通常是由壳体、管板、传热管束、冷却水调配部件、冷却水及制冷剂的进出管接头等构成的一个封闭的水冷冷凝器。
那么，它的实在结构又有几种呢？如何安装和使用呢？壳管式冷凝器的分类依据壳体和传热管束的空间方位，壳管式冷凝器可分为立式和卧式两种。
但无论是哪一种型式，冷却水都是走管程（传热管束内），制冷剂都是走壳程的（壳体内、传热管束外的空间），即高温、高压制冷剂蒸气在传热管外表面冷却、凝结并汇聚到壳体的地步。
1、卧式壳管冷凝器卧式壳管冷凝器是水平方向装设的，筒体两端焊有钢板，板上焊接或胀接若干根传热管，该管采纳的是φ25mm×2.2mm或φ38mm×3mm 的无缝钢管。
冷凝器两端有水盖，水盖与壳体（或管板）常以法兰形式相连，因而冷却水处于一个密闭的空间。
所以卧式壳管冷凝器又叫封闭式壳管冷凝器。
高温高压的气体制冷剂由上部进入管束外部空间，冷凝后的液体由下部排出。
冷却水从一端封盖的下部进入后，将次序通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。
这样，可以提高管内冷却水的流动速度，加添冷却水侧的吸热系数；同时，由于冷却水的行程较长，冷却水进出口的温差也可有较大提高，因此，可使冷却水的用量较少。
卧房壳管冷凝器依照制冷剂的不同又可分为氨卧式和氟利昂卧式壳管冷凝器。
氨卧式壳管冷凝器的管束采纳光滑钢管，而氟利昂卧式壳管冷凝器的管束多采纳轧有低肋的铜管，采纳肋片的作用就是增大传热面积。
卧式壳管冷凝器特点：传热系数较高，耗水量较少，占用空间高度较小，结构紧凑，操作管理便利，但对冷却水水质要求高，水温较低时清洗水垢时不太便利，需要停止冷凝器的工作。
卧式壳管冷凝器适用范围：目前除了大、中、小型氨制冷装置使用外，氟利昂制冷系统也多采纳这种冷凝器。
特别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
2、立式壳管冷凝器立式壳管冷凝器常坐落于一个集水池上，上下两端无水盖，但上端设有分水箱。
壳管式冷凝器
山东万合制冷设备有限公司成立于1998年，是鲁南地区制冷设备生产的领跑者。
公司生产的各类通风制冷设备和食品加工机械设备销往全国30多个省、市、自治区，甚至替代了进口产品。
万合生产的壳管式冷凝器广泛应用于医药化工、水电项目建设、煤矿、肉类食品加工类、冷冻冷藏库、冷链物流建设等领域。
壳管式冷凝器安装说明：
1、热交换器应以最大工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。
在试验压力下，保持10min压力不降。
2、壳管式冷却器前端应留有抽卸管束的空间，即其封头于墙壁或屋顶的距离不得小于冷却器的长度，设备运行操作通道净宽不宜小于0.8m。
3、各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。
4、加热器上部附件的最高点至建筑结构最低点的垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。
要买壳管式冷凝器，就选山东万合！万合制冷设备生产的冷凝器使用壳管式结构，可大大提高生产效率，节约生产成本，在许多工业部门的通用设备中占有重要地位，是冷凝器的首选设备。
立式壳管式冷凝器
水冷式冷凝器
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。
山东北斗制冷水冷式冷凝器冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。
水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，
常见的是壳管式冷凝器。
常见的是壳管式冷凝器。
1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：
1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2·h·℃)。
2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。
3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。
4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。
5°但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水量较大。
且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。
【CN209991633U】一种卧式壳管式冷凝器【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920665454.9(22)申请日 2019.05.10(73)专利权人 抚顺石化北天梧松化工有限公司地址 113006 辽宁省抚顺市东洲区员工街龙凤矿60号(72)发明人 王凯旭 (74)专利代理机构 北京盛凡智荣知识产权代理有限公司 11616代理人 王勇(51)Int.Cl.F25B 39/04(2006.01)(54)实用新型名称一种卧式壳管式冷凝器(57)摘要本实用新型公开了一种卧式壳管式冷凝器，其特征在于：包括第一壳体、第二壳体和无缝钢管，所述无缝钢管两端通过法兰连接于第一壳体和第二壳体，所述第一壳体顶部设有进气口，所述进气口一侧设有平衡管，所述第二壳体端部设有冷却水进水口和冷却水出水口，所述第二壳体顶部设有安全阀，所述安全阀一侧设有压力表，所述压力表一侧设有排气口，所述第二壳体底部设有排液口和集油包，所述冷却水进水口上设有水压表。
本实用具有如下优点：可以方便监测流入的水压跟装置内部的气压，保证传热系数，有效的减少冷却水用水量，易于控制调节内部变量。
权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 209991633 U 2020.01.24C N 209991633U权 利 要 求 书1/1页CN 209991633 U1.一种卧式壳管式冷凝器，其特征在于：包括第一壳体(1)、第二壳体(2)和无缝钢管(3)，所述无缝钢管(3)两端通过法兰(4)连接于第一壳体(1)和第二壳体(2)，所述第一壳体(1)顶部设有进气口(5)，所述进气口(5)一侧设有平衡管(6)，所述第二壳体(2)端部设有冷却水进水口(7)和冷却水出水口(8)，所述第二壳体(2)顶部设有安全阀(9)，所述安全阀(9)一侧设有压力表(10)，所述压力表(10)一侧设有排气口(11)，所述第二壳体(2)底部设有排液口(12)和集油包(13)，所述冷却水进水口(7)上设有水压表(15)。
壳管式冷凝器设计
壳管式冷凝器设计设计壳管式冷凝器时，首先需要确定以下几个主要参数：1.工作条件：冷凝器的设计要根据具体的工作条件确定，包括工作介质的流量、温度、压力等。
2.冷却介质：冷却介质一般是水或空气，其温度和流量也是设计的重要考虑因素。
3.设计温度差：冷凝器的设计温度差是指工作介质的温度和冷却介质的温度之间的差值。
温度差越大，冷却效果越好，但也会增加能耗和设备成本。
接下来，根据以上参数，可以进行冷凝器的具体设计：1.确定壳管式冷凝器的尺寸：首先需要确定冷凝器的尺寸，包括壳体的直径、长度和管束的数量。
2.确定管束的排列方式：壳管式冷凝器中的管道被称为“管束”，一般有两种排列方式：并列和串联。
并列排列是指多个管道并排连接在一起，串联排列是指管道依次串联在一起。
并列排列可以提高流量，但是串联排列有更好的冷凝效果。
根据工作条件选择适合的管束排列方式。
3.计算壳体和管束的热传导：壳体和管束之间通过传热的方式将热量从工作介质传递到冷却介质。
根据传热原理和设计参数，计算热传导的热阻和热传导率。
4.选取适当的冷却介质：根据工作介质的温度和压力，选择适当的冷却介质来降低工作介质的温度。
5.设计壳体和管束的材料：根据工作介质的性质和温度，选择适当的材料来制造壳体和管束，以确保耐腐蚀和耐高温。
6.设计壳体和管束的流动方式：冷凝器的设计要考虑流动方式，包括横流和纵流。
不同的流动方式会影响冷却效果和压降。
7.进行热力计算和优化设计：通过进行热力计算，确定冷凝器的传热系数和热负荷，然后进行优化设计。
8.进行结构强度计算和防腐蚀措施：壳管式冷凝器要保证结构强度，以及采取相应的防腐蚀措施，延长使用寿命。
最后，进行制造、组装和调试，然后进行性能测试和调整，以确保冷凝器的正常运行。
总之，壳管式冷凝器的设计需要考虑许多因素，如工作条件、冷却介质、温度差、材料选择、结构强度等。
只有通过系统的设计和优化，才能确保冷凝器满足工作要求，提高热交换效率，减少能耗。
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常见的热交换器，由壳体和一系列平行排列的管子组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 冷凝介质流入壳体内：工作介质（如蒸汽或冷冻液）进入冷凝器的壳体中。
2. 冷凝介质在管子外壁散热：冷凝介质在管子外壁形成薄膜，通过导热将热量传递给管子。
3. 冷却介质流入管子内部：冷却介质（如水或空气）流经管子的内部，与管子外壁的冷凝介质进行热交换。
4. 热量传递和相变：冷却介质的热量通过管子壁传递给冷凝介质，导致冷凝介质的温度下降，进而发生相变，从蒸汽状态转变为液体状态。
5. 冷凝介质排出：冷凝介质经过冷却后会凝结成液体，然后通过壳体排出系统。
壳管式冷凝器的工作原理基于热量的传导和热量的相变。
冷凝介质在流经管子外壁时释放热量，使得冷却介质的温度升高，而冷凝介质的温度降低。
通过这种热量传递和相变的过程，热能得到了转移和释放，从而实现了冷凝介质的冷却。
壳管式冷凝器设计计算
壳管式冷凝器设计计算壳管式冷凝器是工业领域常见的一种热交换设备，主要用于将气体或蒸汽冷凝为液体，以释放热量。
设计壳管式冷凝器需要考虑多个因素，比如热负荷计算、换热管选型、流量计算等。
下面将以一个案例为例，介绍壳管式冷凝器的设计计算。
首先，我们需要计算热负荷，即冷凝水蒸汽释放的热量。
根据能量守恒定律，冷凝水的热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*(h1-h2)其中，Q为热负荷，m为冷凝水蒸汽的质量流量，h1为冷凝水进口焓值，h2为冷凝水出口焓值。
冷凝水蒸汽的质量流量m可以通过以下公式计算：m=Q/(h1-h2)我们可以利用水蒸汽的物性数据表，查找到相应温度下的焓值。
已知进口温度为110 °C时，焓值为2703.5 kJ/kg；出口温度为40 °C时，焓值为167.4 kJ/kg。
代入公式计算m，得到冷凝水蒸汽的质量流量m约为29.76 kg/h。
接下来，我们需要选取换热管。
根据热负荷和水蒸汽的流量，我们可以近似估计需要多少根管子。
一般情况下，每根管子的传热面积为0.35-1.0m²。
根据实际情况，我们假设每根管子的传热面积为0.5m²。
则总传热面积为：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A为总传热面积，U为换热系数，ΔTlm为平均对数温差。
换热系数U的计算可以利用经验公式，根据流体的性质和壳管式冷凝器的设计参数进行估算。
假设我们已知换热系数U约为1500W/(m²·K)。
平均对数温差ΔTlm的计算可以通过以下公式计算：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1为水蒸汽的进口温度与冷凝水的出口温度之差，ΔT2为水蒸汽的出口温度与冷凝水的进口温度之差。
代入已知数据计算ΔTlm，约为78 °C。
代入公式计算A，约为0.48 m²。
最后，我们需要根据壳管式冷凝器的设计参数来选择合适的设备。
水冷壳管式冷凝器热熔栓的作用
水冷壳管式冷凝器热熔栓的作用
一、水冷壳管式冷凝器的基本原理
1.冷凝器的作用
2.水冷壳管式冷凝器的结构与工作原理
–冷凝器的壳体结构
–管束结构
–工质在冷凝器内的流动过程
3.冷凝器中的换热方式
–对流换热
–相变换热
二、水冷壳管式冷凝器的热熔栓
1.热熔栓的作用
2.热熔栓的结构与材料选择
–热融剂的选择
–薄膜材料的选择
–熔点控制技术
三、水冷壳管式冷凝器热熔栓的工作原理
1.热熔栓的工作过程
2.热熔栓在冷凝器中的应用
–冷凝器的异常状态监测与保护
–冷凝器的维护与维修
四、水冷壳管式冷凝器热熔栓的优缺点
1.优点
–提高了冷凝器的工作可靠性
–减少了人工巡检的频率
–保护了冷凝器的管束
2.缺点
–热熔栓自身可能出现故障
–维修时需要更换热熔栓
五、水冷壳管式冷凝器热熔栓发展现状与展望
1.目前的研究与应用情况
2.存在的问题与挑战
3.未来的发展趋势与展望
六、结论
通过对水冷壳管式冷凝器热熔栓的探讨，我们可以看出热熔栓在冷凝器中的重要作用。
它能够监测并保护冷凝器的工作状态，提高其工作可靠性，并减少人工巡检的频率。
虽然热熔栓自身存在一些缺点，但通过不断的研究和创新，相信未来热熔栓技术会得到进一步改进和完善，为水冷壳管式冷凝器的高效、稳定工作提供更好的保障。
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什么是壳管式冷凝器
壳管式冷凝器是山东万合制冷设备系列冷水机常用到的一种换热器，和壳管式蒸发器相似，壳管式冷凝器是由壳体、管板、传热管束、冷却水分配部件(水盖或分水乡)、冷却水及制冷剂的进出管接头等组成的一个封闭的水冷冷凝器。
小型冷凝器的壳体可选用粗的无缝钢管。
大型冷凝器的壳体则要用钢板卷焊而成。
管板焊接于壳体的两端，构成一个完整的壳体。
管板上加工了许多孔(管孔)，传热管束穿入管孔后，两端与管板采用胀接或焊接方式相连，并要具备良好的气密性。
壳管式冷凝器主要应用于水冷冷水机。
根据壳体和传热管束的空间方位(竖直或水平)，壳管式冷凝器可分为立式和卧式两种。
但无论是哪一种型式，冷却水都是走管程(传热管束内)，制冷剂都是走壳程的(壳体内、传热管束外的空间)，即高温、高压制冷剂蒸气在传热管外表面冷却、凝结并汇聚到壳体的地步。
之所以这样安排流程，是因为冷却水和管束之间的平均传热系数，一般都高于制冷剂蒸气冷凝的平均传热系数，冷凝就需要较大的换热面；此外，为了使高温、高压制冷剂蒸气的压力控制在一定的范围内，也需要较大的空间。
除所处空间方位不同外，立式和卧式壳管冷凝器还有一个重要区别，这就是卧式壳管冷凝器两端有水盖，水盖与壳体(或管板)常以法兰形式相连，因而冷却水处于一个密闭的空间。
所以卧式壳管冷凝器又叫封闭式壳管冷凝器。
立式壳管冷凝器常坐落于一个集水池上，上下两端无水盖，但上端设有分水箱。
冷却水经分水箱内的许多分水器分配后，进入每个传热关内，从管壁上吸热后从下端流出，落于集水池内，因此立式壳管冷凝器又称敞开式壳管冷凝器。
以上是山东万合制冷设备有限公司对壳管式冷凝器的理解及其分类，而根据冷水机款型不同，所选用的冷凝器也不一样，具体可参考阅读《工业冷水机冷凝器的型式选择案例分享》。