管式换热器ppt
合集下载
换热器类型大全PPT课件
在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
PPT-7-管壳式换热器设计计算实例
kf Ai 1 hi hoo Ao 1 1 1 hi hoo 1
t fi t f 0
所以，只要 o 1 就可以起到强化换热的效果。 由于β值常常远大于1，而使η0β的值总是远大于1，这就
使肋化侧的热阻显著减小，从而增大传热系数的值。
32
ln( d o d i ) 2 l
28
上面三式相加
l t fi t fo
do 1 1 1 ln hi d i 2 d i ho d o
对外侧面积而言得传热系数的定义式由下式表示：
k ko 1 do d d 1 o ln o hi di 2 di ho
10
1 构造和工作原理
翅片管热交换器可以仅由一根或若干根翅片管组成，如室内取 暖用翅片管散热器；也可再配以外壳、风机等组成空冷器型式 的热交换器。
11
主要换热元件是翅片管，由基管和翅片组成。
翅片管的类型和选择
对翅片管的要求：良好的传 热性能、耐温性能、耐热冲 击能力（如介质热负荷不稳 定）及耐腐蚀能力，易于清 除尘垢，压降较低。
13
常见的翅片管形式
•
14
翅片管因制造方法不同而使其在传热性能、机械性能等方面有一定的 差异。按制造方法分有整体翅片、焊接翅片、高频焊翅片和机械连接 翅片。
整体翅片：由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子一体，无接触 热阻，强度高，但要求翅片与管子同种材料。如低压锅炉的省煤器就 是采用整体翅片。 焊接翅片：用钎焊或氩弧焊等工艺制造，可使用与管子不一样的材料。 由于它制造简单、经济且具有较好的传热和机械性能，故已广泛应用， 主要问题是焊接工艺的质量。 高频焊翅片：利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片 接触处产生高温而部分熔化，同通过加压翅片与管子连成一体而成。 这种连接方法无焊剂、焊料，制造简单，性能优良。
t fi t f 0
所以，只要 o 1 就可以起到强化换热的效果。 由于β值常常远大于1，而使η0β的值总是远大于1，这就
使肋化侧的热阻显著减小，从而增大传热系数的值。
32
ln( d o d i ) 2 l
28
上面三式相加
l t fi t fo
do 1 1 1 ln hi d i 2 d i ho d o
对外侧面积而言得传热系数的定义式由下式表示：
k ko 1 do d d 1 o ln o hi di 2 di ho
10
1 构造和工作原理
翅片管热交换器可以仅由一根或若干根翅片管组成，如室内取 暖用翅片管散热器；也可再配以外壳、风机等组成空冷器型式 的热交换器。
11
主要换热元件是翅片管，由基管和翅片组成。
翅片管的类型和选择
对翅片管的要求：良好的传 热性能、耐温性能、耐热冲 击能力（如介质热负荷不稳 定）及耐腐蚀能力，易于清 除尘垢，压降较低。
13
常见的翅片管形式
•
14
翅片管因制造方法不同而使其在传热性能、机械性能等方面有一定的 差异。按制造方法分有整体翅片、焊接翅片、高频焊翅片和机械连接 翅片。
整体翅片：由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子一体，无接触 热阻，强度高，但要求翅片与管子同种材料。如低压锅炉的省煤器就 是采用整体翅片。 焊接翅片：用钎焊或氩弧焊等工艺制造，可使用与管子不一样的材料。 由于它制造简单、经济且具有较好的传热和机械性能，故已广泛应用， 主要问题是焊接工艺的质量。 高频焊翅片：利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片 接触处产生高温而部分熔化，同通过加压翅片与管子连成一体而成。 这种连接方法无焊剂、焊料，制造简单，性能优良。
化工设备课件列管式换热器PPT课件
材料选择
高温材料
对于高温工况，选择耐高温、抗氧化、抗腐 蚀的材料，如不锈钢、镍基合金等。
腐蚀性介质
对于腐蚀性介质，选择耐腐蚀、防腐蚀的材 料，如钛合金、聚四氟乙烯等。
低温材料
对于低温工况，选择耐低温、抗脆化的材料， 如铝合金、铜合金等。
压力容器材料
根据压力需求，选择具有足够强度和稳定性 的材料，如碳钢、低合金钢等。
建立设备维修与保养记录，便于追踪设备运行状况和及时发现潜在问题。
05
列管式换热器的故障诊断与处理
常见故障及原因
列管堵塞
由于列管内壁结垢、腐蚀或异物堵塞 等原因，导致传热效率下降。
列管破裂
由于列管材质缺陷、焊接质量差或使 用过程中受到过大的压力或温度波动， 导致列管破裂。
热效率低
由于传热面积不足、传热介质流量不 足或传热温差过小等原因，导致换热 器热效率低下。
特点
结构紧凑、传热效率高、适应性 强、操作定、可处理高热量和 腐蚀性介质等。
工作原理
01
热流体通过列管内部，被加热或 冷却的流体在列管外部流动，通 过列管壁进行热量交换。
02
热量通过列管壁从热流体传递到 被加热或冷却的流体，实现热量 交换。
类型与结构
固定管板式
管板与壳体焊接在一起，结构 简单，适用于壳程压力不高、
03
列管式换热器设计
设计参数
传热面积
根据工艺要求，计算所需的传热面积，确保 热量交换的效率和效果。
传热效率
选择合适的传热方式，如导热、对流、辐射 等，以提高传热效率。
压力等级
根据工艺压力需求，选择合适的压力等级和 耐压材料，确保设备安全。
温度范围
根据工艺温度需求，选择耐温材料和结构， 确保设备在规定的温度范围内工作。
缠绕管式换热器介绍ppt
中国石化北海炼化公司 山东万通石油化工有限公司
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
-
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
-
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
绕管换热器PPT课件
• 5开封空分厂制作设计文件及图纸
.
47
谢谢！
.
48
.
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
.
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
.
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
.
12
1.2中心筒与管板焊接
.
13
1.3管板中心距检查≤3mm
.
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
.
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
.
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
.
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
.
25
1.15绕制中
.
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
.
47
谢谢！
.
48
.
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
.
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
.
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
.
12
1.2中心筒与管板焊接
.
13
1.3管板中心距检查≤3mm
.
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
.
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
.
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
.
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
.
25
1.15绕制中
.
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
管壳式热交换器(PPT课件)
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 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
（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。
带膨胀节的固定管板式换热器 图7-3 带补偿器的固定管板式换热器
（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
U型管式换热器 图7-6 U形管式换热器 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，管板利用率低，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。
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
换热器的分类与列管式换热器、板式换热器课件
U形管式换热器
U形管式换热器
知识回顾
说出换热器类型 固定管板式换热器
U形管式换热器
填料函式换热器
浮头式换热器
三 板式换热器
下面着重介绍一下板式换热器
板 式 换 热 器 实 物
板 式 换 热 器
板式换热器的板片
内部结构
常见板片
小结
1、换热器的分类，按传热方式不同分为 1）混合式换热器 2）蓄热式换热器 3）间壁式换热器 2、列管式换热器的类型
换热设备
热量传递 总是自高温处向低温处传递。在化工生产中， 传热过程是通过换热器实现的。
一、换热器的分类
前述
一、定义：换热器是进行热量传递的设备。
1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。 2、换热器是许多工业部门广泛应用的通用工艺 设备。通常，在化工厂的建设中，换热器约占 总投资的10％～ 20％ 。
程或空间称为壳程。
（一）固定管板式换热器
固定管板式换热器
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。
（一）固定管板式换热器
固定管板式换热器
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。
适用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
（四）U形管式换热器
优点：结构简单，价格图便7U宜-型6，管承U式受形换能管热力式器强换，热不器会产生热应力。
缺点：布管少，管板利用率低，管内清洁困难，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、高压场合。
套管式换热器图片版课件
•套管式换热器图片版
•19Leabharlann •套管式换热器图片版•6
本套管式杀菌机主要由四层套管式或（多管）换热. 器、无级变速输送泵、保持器
•套管式换热器图片版
•7
气体从塔顶部进入,在环隙中 沿塔壁而下,经换热器壳程后 到分气盒,分散到各双套管
•套管式换热器图片版
•8
采用美国最先进的双螺旋高效套管换热器
采用高效套管换热器，高效稳定。
•套管式换热器图片版
•套管式换热器图片版
•3
各种不同的套管式换热器
• 水冷柜机专用套管换热器
双氟单水回路套 管换热器
•套管式换热器图片版
•4
垂直套管式土壤换热器埋管方式
小型箱式地能热泵机组配备一/两台全
封闭涡旋压缩机、套管式换热器、名
牌元器件
•套管式换热器图片版
•5
GDRL-n型封闭 叠加式热风冲 天炉具有“三 个高效换热 器”、“叠加 式供风”、 “自动加料
简单
简单
不易清洗 简单
内：易清洗 外：难清洗
简单
易清洗 简单
紧凑
易清 洗 紧凑
紧凑 不易清洗 紧凑
紧凑、 紧凑 复杂
简单坚固
难清 洗
紧凑
不易清洗 不易清洗
紧凑
简单坚固
•套管式换热器图片版
•17
国内主要生产厂家
• 上海日泰医药设备工程有限公司
The End！
•套管式换热器图片版
•18
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
•套管式换热器图片版
•15
•套管式换热器图片版
•16
各种换热器间的对比
换热器 夹套式
换热器的机械设计ppt课件
11
保证紧密性的方法： •管板孔开槽； •胀接周边保证清洁； •管子硬度低于管板孔周边 硬度。
保证管端硬度较低并且低 于管板硬度的方法： •管端退火处理。 •选材考虑。
12
2.焊接
优点： • 高温高压下能保证连接
的紧密性； • 管板孔加工精度要求不
高，低于胀接； • 焊接工艺简单； • 压力不高时可用薄管板。 缺点： • 存在焊接热应力——应
1)
壳壁应力
2
t s
;
2)
管壁应力
2
t
t
;
3)壳壁应力 0 且 B ;
4)管子拉脱力q q。
3.膨胀节的选用及安装
依据标准：GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》
安装注意：1）与壳体对接焊，保证焊透；
2）要进行无损探伤；
3）最低点设置排液孔。
49
点 ——无温差应力；
2.管束可以抽出，清洗；
3.结构复杂，浮头内漏不便检查；
4.管束与壳体间隙较大——影响传热。.
3
特点： 1.一端可自由伸缩— 不产生热应力； 2.管束可以抽出，管内外均易清洗； 3.填料将壳程介质与外界隔开，易外 漏，介质受限制；
4
U型管式换热器的二维图
1.只有一个管板，结构简单；
力腐蚀； • 管与孔间有间隙——形
成介质死区，间隙腐蚀。
13
管与管板焊接形式：
14
3.胀焊并用 克服了单纯的焊接及胀接的缺点，
主要优点是： • 连接紧密，提高抗疲劳能力； • 消除间隙腐蚀和应力腐蚀； • 提高使用寿命。 施工方式：先胀後焊；先焊後胀。
胀接——贴胀；强度胀。 焊接——密封焊，强度焊。 根据不同情况具体制定施工工艺。
保证紧密性的方法： •管板孔开槽； •胀接周边保证清洁； •管子硬度低于管板孔周边 硬度。
保证管端硬度较低并且低 于管板硬度的方法： •管端退火处理。 •选材考虑。
12
2.焊接
优点： • 高温高压下能保证连接
的紧密性； • 管板孔加工精度要求不
高，低于胀接； • 焊接工艺简单； • 压力不高时可用薄管板。 缺点： • 存在焊接热应力——应
1)
壳壁应力
2
t s
;
2)
管壁应力
2
t
t
;
3)壳壁应力 0 且 B ;
4)管子拉脱力q q。
3.膨胀节的选用及安装
依据标准：GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》
安装注意：1）与壳体对接焊，保证焊透；
2）要进行无损探伤；
3）最低点设置排液孔。
49
点 ——无温差应力；
2.管束可以抽出，清洗；
3.结构复杂，浮头内漏不便检查；
4.管束与壳体间隙较大——影响传热。.
3
特点： 1.一端可自由伸缩— 不产生热应力； 2.管束可以抽出，管内外均易清洗； 3.填料将壳程介质与外界隔开，易外 漏，介质受限制；
4
U型管式换热器的二维图
1.只有一个管板，结构简单；
力腐蚀； • 管与孔间有间隙——形
成介质死区，间隙腐蚀。
13
管与管板焊接形式：
14
3.胀焊并用 克服了单纯的焊接及胀接的缺点，
主要优点是： • 连接紧密，提高抗疲劳能力； • 消除间隙腐蚀和应力腐蚀； • 提高使用寿命。 施工方式：先胀後焊；先焊後胀。
胀接——贴胀；强度胀。 焊接——密封焊，强度焊。 根据不同情况具体制定施工工艺。
缠绕管式换热器介绍ppt课件
单元名称 50万吨/年连续重整 55万吨/年芳烃装置 80万吨/年重整装置 73万吨/年歧化装置 100万吨/年2#连续重整装置 360万吨/年预加氢装置 30万吨/年重整装置 1# 120万吨/年重整装置 100万吨/年连续重整装置 125万吨/年歧化装置
投用/交付时间 2009-12 2011-07 2012-10 2012-10 2012-12 2015-07 2013-07 2015-12 2014-12 2014-12
缠绕管式换热器介绍
.
缠绕管式换热器典型结构
管程侧接管
上管板
壳程侧接管
壳体
芯体
壳程侧接管
管程侧接管
.
下管板
无膨胀节 无设备法兰/管箱法兰 无壳程折流 换热管左旋右旋交替缠绕 全逆流换热
缠绕管式换热器主要特点
提高能效 单台设备大型化 增强运行可靠性 减小结垢倾向 无内漏 无温差/压差限制 无升/降温速率限制 方便维护
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
220万吨/年重整
投用/交付时间 2016
2017-05 2018-04 2016-08 2018年交付 2018年交付 2018年交付 2018-12 2017-09 2017-05
中国石化北海炼化公司 山东万通石油化工有限公司
管壳式换热器ppt课件
类型与结构
类型
根据结构特点和使用要求，管壳式换热器可分为固定管板式 、浮头式、U形管式、填料函式等类型。
结构
主要由壳体、管束、管板、封头等组成，其中管束是换热器 的核心部件，通过两端固定在管板上，与壳体形成封闭空间 。
02
管壳式换热器的工作原理
传热原理
热传导
管壳式换热器中的传热过程主要 以热传导为主，热量从高温介质 传递到低温介质，通过管壁和壳
适用范围与限制
适用范围
管壳式换热器适用于高温高压的工况， 以及需要承受较大压力和温度变化的场 合。此外，由于其结构简单、可靠性强 ，管壳式换热器也常用于工业生产中的 加热、冷却和冷凝等操作。
VS
限制
管壳式换热器的传热效率较低，因此不适 用于需要高效传热的场合。此外，由于其 体积较大，管壳式换热器也不适用于空间 受限的场合。
在石油化工领域，管壳式换热器的优点包括高可靠性、耐高温高压、良好的热效 率以及适应性强等，使其成为该领域不可或缺的设备之一。
能源工业领域
能源工业是另一个管壳式换热器得到广泛应用的重要领域。在火力发电、核能发电、水力发电等过程中，管壳式换热器都扮 演着重要的角色。
在能源工业中，管壳式换热器被用于加热和冷却各种流体，如水、蒸汽、油等，以实现能量的转换和回收。其高效可靠的运 行对于提高能源利用效率和降低能源成本具有重要的作用。
维护方便
管壳式换热器的结构简单，拆装方便，便于进行维修和清 洗。
缺点
01
02
03
传热效率较低
相比于其他类型的换热器 ，管壳式换热器的传热效 率相对较低。这是由于其 结构特点所决定的。
体积较大
管壳式换热器的体积较大 ，需要占用较多的空间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）根据不同的目的，换热器可以是热交换器、加热器、 冷却器、蒸发器、冷凝器等。
（3）衡量一台换热器好坏的标准。
a.先进性 传热效率高，流体阻力小，材料省
b.合理性 可制造加工，成本可接受
c.可靠性 满足操作条件 ,强度足够,保证使用寿命
化工生产对换热设备提出的要求是： 传热效率高，流体阻力小； 强度、刚度、稳定性足够； 结构合理，节省材料，成本较低； 制造、装拆、检修方便等。
第一节 管壳式换热器的总体结构
一、概述
（4）任何一种换热器不可能十全十美。 板式换热器传热效率高、金属消耗量低，但流体阻力大、强度 和刚度差，制造、维修困难。 列管式换热器虽在传热效率、紧凑性、金属消耗量等方面均不 如板式换热器，但其结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料 范围广，因而目前仍是石油、化工生产中，尤其是高温、高压 和大型换热器的主要结构型式。
二、管壳式换热器的种类及其结构
管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包 起来，形成两个独立的空间：管内通道及与其相贯通的管箱，称为 管程空间；换热管外的通道及与其贯通的部分，称为壳程空间。
1 列管式换热器的主要结构： 横 向
壳体、管板、管束、顶盖（封头）、挡板 纵 向
2 列管式换热器的工作原理：
3）、缺点：填料处易泄漏。 4）、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。
列管式换热器 种类
优点
缺点
固定管板式
管外清洗困难； 结构较简单，造价较低，相对 管壳间有温差应力存在； 其 它 列 管 式 换 热 器 其 管 板 最 薄 。当两种介质温差较大时必须
1-管箱(A,B,C,D型);2-接管法兰;3-设备法兰;4-管板;5-壳程接管;6-拉杆;7-膨胀 节;8-壳体;9-换热管;10-排气管;11-吊耳;12-封头;13-顶丝;14-双头螺柱;15-螺 母;16-垫片;17-防冲板;18-折流板或支承板;19-定距管;20-拉杆螺母;21-支 座;22-排液管;23-管箱壳体;24-管程接管;25-分程隔板;26-管箱盖
填函处泄漏能及时发现。
易爆、有毒的介质。
U型管式
只有一个管板；管程至少为两 管内不便清洗；
程；
管板上布管少，结构不紧凑，
管束可以抽出清洗；管子可自 管外介质易短路，影响传热效果；
由膨胀。
内层管子损坏后不易更换。
根据我们前面学习的内容，请说说序号2、3、8、12、 21各代表什么零件？
换热器构件名称
设置膨胀节。
浮头式
一端管板 在壳体内 温差应力 清洗。
固 移 ；
定， 动； 管束
另 管 可
一端 壳间 抽出
管 不 ，
板可 产生 便于
结构较复杂，金属耗量较大； 浮头处发生内漏时不便检查； 管束与管体间隙较大，影响传热。
填料函式
管束一端可自由膨胀；造价比 壳程内介质有外漏的可能；
浮头式低；检修、清洗容易； 壳程中不宜处理易挥发、易燃、
第7章 管壳式换热器
第一节 第二节 第三节 第四节
管壳式换热器的总体结构 管壳式换热器的主要零部件 管壳式换热器的选用及设计流程 其它形式换热器简介
第一节 管壳式换热器的总体结构
一、概述
（1）换热器是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。 通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。它的先进性、合理性和运转可靠性将直接影响产 品的质量、数量和成本。
2） 、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。
U型管式换热管箱器 结构图
U型换热管结构图
(4)填料函式换热器
1）、结构特点：该换热器的结构与浮头式换热器的结构相似， 只是浮头伸到了壳体外，斧头与壳体之间采取填料函式密封。
填料函式密封
填料函式换热器
2）、优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间 清洗方便。
洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。
隔板：增加管程数，提高管内流体流速。 流速增加，传热效率提高；但流动的阻力 也同时增加。
折流板：提高壳程流体的流速和湍动程度。
当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃ )且壳体承受压 力不太高时，可采用补偿圈（又称膨胀节）。
膨胀节的作用：由于两块管板都与壳体固定，当壳体、换 热管受热、受压都会发生变形，加入膨胀节减少热应力来 吸收热膨胀差。
(2)浮头式换热器
(2)浮头式换热器
浮头式换热器结构图
(2)浮头式换热器
浮头结构图
1— 浮动管板 3— 浮头盖
2— 浮头钩圈法兰相连
1）结构复杂，制造成本高； 2）在壳体直径相同时，排管数量少，换热面积小； 3）浮头处发生内漏不易发现； 4）换热管束与壳体之间的环隙大，传热效率低； 5）管束可以抽出，便于清洗； 6）管壳间不产生温差应力，可适用于高温差、粘度大介质 换热场合。
30
第二节 管壳式换热器的主要零部件
提示：本节将介绍管壳式换热器壳体设计、换热 管选择、管板、管箱、折流板及其相关联接形式 等主要零部件的结构设计等。
一、壳体
（一）固定管板式换热器中轴向内力分析与计算 （二）壳体壁厚的确定
炼油厂广泛采用！
(3)U型管式换热器：
(3)U型管式换热器：
(3)U形管式换热器 U型管式换热器的特点：
优点：管子在管壳内自由伸缩，适于冷热流体温 差较大的情况；
U型换热管可拉出壳外，便于管外清洗； 结构简单（只有一块管板，无后管板和浮头）， 耐高温高压。
缺点：管内清洗困难，难于安装折流板；换热管 少（等壳径情况下），结构不紧凑。
T1
t0（环境）
Tw
T
tw
t
t1
t2
T2
列管式
列管式换热器
列管式换热器的主要类型 固定管板式换热器
从结构上分
浮头式换热器 U形管式换热器
填料函式换热器
(1)固定管板式换热器 固定管板式换热器结构图
(1)固定管板式换热器 带膨胀节的固定管板式换热器结构图
(1)固定管板式换热器
1）、结构特点：两块管板均与壳体相焊接，并加入了热补偿 原件——膨胀节。 2 ）、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。 3）、缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热 应力。冷热流体温差不能太大（<50℃) 4）、适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清
（3）衡量一台换热器好坏的标准。
a.先进性 传热效率高，流体阻力小，材料省
b.合理性 可制造加工，成本可接受
c.可靠性 满足操作条件 ,强度足够,保证使用寿命
化工生产对换热设备提出的要求是： 传热效率高，流体阻力小； 强度、刚度、稳定性足够； 结构合理，节省材料，成本较低； 制造、装拆、检修方便等。
第一节 管壳式换热器的总体结构
一、概述
（4）任何一种换热器不可能十全十美。 板式换热器传热效率高、金属消耗量低，但流体阻力大、强度 和刚度差，制造、维修困难。 列管式换热器虽在传热效率、紧凑性、金属消耗量等方面均不 如板式换热器，但其结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料 范围广，因而目前仍是石油、化工生产中，尤其是高温、高压 和大型换热器的主要结构型式。
二、管壳式换热器的种类及其结构
管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包 起来，形成两个独立的空间：管内通道及与其相贯通的管箱，称为 管程空间；换热管外的通道及与其贯通的部分，称为壳程空间。
1 列管式换热器的主要结构： 横 向
壳体、管板、管束、顶盖（封头）、挡板 纵 向
2 列管式换热器的工作原理：
3）、缺点：填料处易泄漏。 4）、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。
列管式换热器 种类
优点
缺点
固定管板式
管外清洗困难； 结构较简单，造价较低，相对 管壳间有温差应力存在； 其 它 列 管 式 换 热 器 其 管 板 最 薄 。当两种介质温差较大时必须
1-管箱(A,B,C,D型);2-接管法兰;3-设备法兰;4-管板;5-壳程接管;6-拉杆;7-膨胀 节;8-壳体;9-换热管;10-排气管;11-吊耳;12-封头;13-顶丝;14-双头螺柱;15-螺 母;16-垫片;17-防冲板;18-折流板或支承板;19-定距管;20-拉杆螺母;21-支 座;22-排液管;23-管箱壳体;24-管程接管;25-分程隔板;26-管箱盖
填函处泄漏能及时发现。
易爆、有毒的介质。
U型管式
只有一个管板；管程至少为两 管内不便清洗；
程；
管板上布管少，结构不紧凑，
管束可以抽出清洗；管子可自 管外介质易短路，影响传热效果；
由膨胀。
内层管子损坏后不易更换。
根据我们前面学习的内容，请说说序号2、3、8、12、 21各代表什么零件？
换热器构件名称
设置膨胀节。
浮头式
一端管板 在壳体内 温差应力 清洗。
固 移 ；
定， 动； 管束
另 管 可
一端 壳间 抽出
管 不 ，
板可 产生 便于
结构较复杂，金属耗量较大； 浮头处发生内漏时不便检查； 管束与管体间隙较大，影响传热。
填料函式
管束一端可自由膨胀；造价比 壳程内介质有外漏的可能；
浮头式低；检修、清洗容易； 壳程中不宜处理易挥发、易燃、
第7章 管壳式换热器
第一节 第二节 第三节 第四节
管壳式换热器的总体结构 管壳式换热器的主要零部件 管壳式换热器的选用及设计流程 其它形式换热器简介
第一节 管壳式换热器的总体结构
一、概述
（1）换热器是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。 通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。它的先进性、合理性和运转可靠性将直接影响产 品的质量、数量和成本。
2） 、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。
U型管式换热管箱器 结构图
U型换热管结构图
(4)填料函式换热器
1）、结构特点：该换热器的结构与浮头式换热器的结构相似， 只是浮头伸到了壳体外，斧头与壳体之间采取填料函式密封。
填料函式密封
填料函式换热器
2）、优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间 清洗方便。
洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。
隔板：增加管程数，提高管内流体流速。 流速增加，传热效率提高；但流动的阻力 也同时增加。
折流板：提高壳程流体的流速和湍动程度。
当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃ )且壳体承受压 力不太高时，可采用补偿圈（又称膨胀节）。
膨胀节的作用：由于两块管板都与壳体固定，当壳体、换 热管受热、受压都会发生变形，加入膨胀节减少热应力来 吸收热膨胀差。
(2)浮头式换热器
(2)浮头式换热器
浮头式换热器结构图
(2)浮头式换热器
浮头结构图
1— 浮动管板 3— 浮头盖
2— 浮头钩圈法兰相连
1）结构复杂，制造成本高； 2）在壳体直径相同时，排管数量少，换热面积小； 3）浮头处发生内漏不易发现； 4）换热管束与壳体之间的环隙大，传热效率低； 5）管束可以抽出，便于清洗； 6）管壳间不产生温差应力，可适用于高温差、粘度大介质 换热场合。
30
第二节 管壳式换热器的主要零部件
提示：本节将介绍管壳式换热器壳体设计、换热 管选择、管板、管箱、折流板及其相关联接形式 等主要零部件的结构设计等。
一、壳体
（一）固定管板式换热器中轴向内力分析与计算 （二）壳体壁厚的确定
炼油厂广泛采用！
(3)U型管式换热器：
(3)U型管式换热器：
(3)U形管式换热器 U型管式换热器的特点：
优点：管子在管壳内自由伸缩，适于冷热流体温 差较大的情况；
U型换热管可拉出壳外，便于管外清洗； 结构简单（只有一块管板，无后管板和浮头）， 耐高温高压。
缺点：管内清洗困难，难于安装折流板；换热管 少（等壳径情况下），结构不紧凑。
T1
t0（环境）
Tw
T
tw
t
t1
t2
T2
列管式
列管式换热器
列管式换热器的主要类型 固定管板式换热器
从结构上分
浮头式换热器 U形管式换热器
填料函式换热器
(1)固定管板式换热器 固定管板式换热器结构图
(1)固定管板式换热器 带膨胀节的固定管板式换热器结构图
(1)固定管板式换热器
1）、结构特点：两块管板均与壳体相焊接，并加入了热补偿 原件——膨胀节。 2 ）、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。 3）、缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热 应力。冷热流体温差不能太大（<50℃) 4）、适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清