管壳式换热器

合集下载

管壳式换热器规格标准

管壳式换热器规格标准一、介绍管壳式换热器是一种非常常见的换热设备，可以广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业的热交换过程中。

在使用管壳式换热器之前，需要先了解它的标准尺寸，以便选择合适的型号。

二、管壳式换热器标准尺寸管壳式换热器的标准尺寸通常是按照壳体内径和管道外径计算的。

一般标准尺寸的管壳式换热器有以下规格：1. DN25/25，壳体内径为219mm，管道外径为25mm；2. DN32/25，壳体内径为273mm，管道外径为25mm；3. DN40/25，壳体内径为325mm，管道外径为25mm；4. DN50/25，壳体内径为426mm，管道外径为25mm；5. DN65/25，壳体内径为529mm，管道外径为25mm；6. DN80/25，壳体内径为630mm，管道外径为25mm；7. DN100/25，壳体内径为720mm，管道外径为25mm；以上标准尺寸仅供参考，实际情况还需根据具体使用要求进行选择。

三、注意事项在选择管壳式换热器之前，还需要注意以下事项：1. 确定换热器的流量和热载荷；2. 确认换热器的使用压力和温度范围；3. 根据流体特性和腐蚀情况选择合适的材质；4. 根据使用环境选择适当的防腐形式。

以上是关于管壳式换热器标准尺寸的介绍，希望能帮助您了解相关知识并选择合适的型号。

二、管壳式换热器国家标准规格1. 壳体尺寸壳体尺寸一般以壳体直径和长度表示。

国家标准中规定的壳体直径从50mm到5000mm不等，长度也有所不同，最长可达20m。

2. 管束数量管壳式换热器管束数量的多少直接决定了热交换的效率。

国家标准中规定管壳式换热器的管束数量应在1到12根之间，具体数量可根据使用条件及要求来进行选择。

3. 温度管壳式换热器的工作温度一般受制于材质、管束数量以及流体性质等多个因素。

国家标准中对于常用的曲率半径、沸点温度、加热量及换热系数等参数进行了规定。

4. 压力管壳式换热器的工作压力也是一个重要的参数。

管壳式换热器的工作原理及结构

管壳式换热器的工作原理及结构一、管壳式换热器的基本概念管壳式换热器是一种常见的换热设备，其主要由管束和外壳两部分组成。

其中，管束是由许多平行排列的管子组成，而外壳则是将这些管子包裹在一起的结构。

通过这种结构，管壳式换热器可以实现两种介质之间的热量传递。

二、工作原理1. 热媒流动原理在管壳式换热器中，介质A和介质B分别通过内部的管子和外部的壳体进行流动。

其中，介质A通常为高温流体，而介质B则为低温流体。

当两种介质在内外两侧经过时，由于存在温度差异，会发生热量传递。

2. 热媒传递原理在介质A和介质B之间进行热量传递时，主要有三个过程：对流传热、传导传热和辐射传热。

其中，对流传热是最主要的一种方式。

3. 工作过程在工作过程中，高温流体通过内部的管子进入到换热器中，并沿着管子表面流动。

同时，低温流体从外部的壳体进入到换热器中，并沿着管子外表面流动。

在这个过程中，高温流体和低温流体之间进行了热量传递，使得高温流体的温度降低，而低温流体的温度升高。

三、结构特点1. 管束结构管束是管壳式换热器的主要组成部分之一。

在管束中，许多平行排列的管子被固定在两个端盖板上，并通过密封垫圈与外壳连接。

由于管子间距离较小，因此可以有效地增加热量传递面积。

2. 壳体结构外壳是管壳式换热器的另一个重要组成部分。

它通常由两个半球形或长方形壳体组成，并通过法兰连接。

在使用过程中，外壳起到保护内部管束不受损坏的作用。

3. 密封结构为了保证介质A和介质B之间不发生混合，在管壳式换热器中需要设置密封结构。

这种密封结构通常采用密封垫圈或波纹垫片等材料制成，可以有效地防止介质泄漏。

4. 清洗结构由于管壳式换热器在使用过程中会产生一定的污垢和腐蚀物，因此需要定期进行清洗。

为了方便清洗，管壳式换热器通常设置有进出口和排污口等结构。

四、应用领域管壳式换热器广泛应用于化工、石油、制药、食品等领域中。

在这些领域中，管壳式换热器可以实现高效的热量传递，提高生产效率，并减少能源消耗。

管壳式换热器的设计

管壳式换热器的设计管壳式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于石油化工、冶金、电力、制药、食品等行业。

它由壳体、管束、管板、管箱等组成，能够有效地将两种介质之间的热量传递。

下面将从换热原理、设计要求和结构设计等方面进行详细介绍。

一、换热原理管壳式换热器通过管壳两侧的介质进行热量传递。

其中，一个介质在管内流动，被称为"壳侧流体"，另一个介质在管外流动，被称为"管侧流体"。

壳侧流体通过壳体流动，而管侧流体则通过管束流动。

热量传递主要通过壳侧流体和管侧流体之间的传导和对流传热方式进行。

二、设计要求1.热量传递效果好：要求在换热器内两种介质之间实现高效的热量传递，以满足工艺要求。

2.压力损失小：为了保证介质流动的稳定性和降低能源消耗，设计时需要尽量减小换热器内的动能损失。

3.适应不同工艺条件：换热器的设计要能适应不同的流量、温度和压力等工艺条件的变动。

4.安全可靠：要求在设计中考虑到换热器的安全性和可靠性，尽量减少故障率。

三、结构设计1.壳体：壳体是换热器的外壳，一般采用钢质材料制造。

壳体的选择应考虑到介质的性质、压力和温度等参数，并采取相应的增强措施。

2.管束：管束是由多根管子组成的，一般采用金属材料或塑料制造。

管束的设计要考虑到介质对管材的腐蚀性、温度和压力等参数，同时也要考虑到换热面积的要求。

3.管板：管板位于管束两端，起到支撑和固定管束的作用，一般采用钢质材料制造。

管板的设计要考虑到壳侧和管侧流体的流动特性，并采用合适的孔洞布置，以保证流体的均匀流动。

4.管箱：管箱是安装在管板上的设施，主要用于集流壳侧流体并将其引导出换热器。

管箱的设计应考虑到壳侧流体的流动特性和流量等参数，以实现流体的顺畅流动。

在设计过程中，需要进行换热器的热力计算和结构力学计算，以确定壳体、管束和管板等部件的尺寸和选材。

同时，还需要根据不同工艺和使用条件的要求，进行热交换面积的计算和确定。

管壳式换热器简介

管壳式换热器由管子，管板和壳体（管箱）组成。

由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。

如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。

因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。

根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
①固定管板式换热器管束两端的管板（跟管子过盈配合的那块板）与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。

当温度差稍大（相差50度必须）而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。

（每个物体都有伸缩性，像水杯，冷热水无影响，但是像这，管程热水要膨胀，壳程冷水要收缩，就需要弹性好的补偿圈）
②浮头（斧头）式换热器（有一块浮头管板就是不固定，有一块固定管板，在固定管板的基础上，只是管程流体到另一端便折流）管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。

浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。

③U型管式换热器每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。

此种换热器完全消除了热应力，弯曲那端不用膨胀固定，可以伸缩。

消除应力。

结构比浮头式简单，但管程不易清洗（因为弯曲，难冲洗）。

温度应力又称为热应力,它是由于构件受热不均匀而存在着温度差异,各处膨胀变形或收缩变形不一致,相互约束而产生的内应力。

管壳式热交换器

2.5.2 流体温度和终温的确定
• 在换热器设计中加热剂或冷却剂出口温度需由设计者确定。如冷却水进口温度需依当地条件而定，但出口温度需通过经济权衡作出选择。在缺水地区可使出口温度高些，这样操作费用低，但使传热平均温差下降，需传热面积增加使得投资费用提高，反之亦然。根据经验一般应使∆tm大于10℃为宜，此外若工业用水作为冷却剂出口温度不宜过高，因工业用水中所含的盐类(主要CaCO3,MgCO3,CaSO4、 MgSO4等)的溶解度随温度升高而减小，若出口温度过高，盐类析出，形成垢层使传热过程恶化，因此一般出口温度不超过45℃。所以应根据水源条件，水质情况等加以综合考虑后确定。水源严重缺乏地区可采用空气作为冷却剂，但使传热系数下降。对于加热剂可按同样原则选择出口温度
一、管、壳程介质的配置有利于传热、压力损失小。具体如下： 1、流量小、粘度大的流体走壳程较好。 2、温差较大时，K大的流体走壳程。 3、与外界温差大的流体走管程。 4、饱和蒸汽走壳程。 5、含杂质流体走管程。 6、有毒介质走管程。 7、压降小走壳程。 8、高温、高压、腐蚀性强的流体走管程。
2.5.1 流体在换热器中内的流动空间选择
管程变化对阻力影响
• 对同一换热器，若由单管程改为两管程，阻力损失剧增为原来的8倍，而强制对流传热、湍流条件下的表面传热系数只增为原来的1.74倍；若由单管程改为四管程，阻力损失增为原来的64倍，而表面传热系数只增为原来的3倍。由此可见，在选择换热器管程数目时，应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。
– 见公式2.21
2.3 管壳式换热器的传热计算
• • • • • 一、热力设计任务 1．合理的参数选择及结构设计 2．传热计算和压降计算热力设计：设计计算，校核计算。设计计算：已知传热量Q，换热工质工作参数(进、出口温度)，求F和结构形式。 • 校核计算：已知换热器的具体结构、某些参数来核定另一参数。

管壳式换热器结构介绍

后封头
L型后封头：和A型前封头相同 M型后封头：和B型前封头相同 N型后封头：和N型前封头相同 U型：U型管束,管束可移动,壳侧容易清洗；热膨胀处理优秀,经济无法兰；缺点是管侧无法清洗,更换管束困难,弯头部位容易冲刷损伤, P型封头和W型封头已经被淘汰,不在使用， S型封头：其尺寸特点是其后封头要比壳体的直径大,优点是可以解决换热器设计过程中的两个问题,一是可以消除换热器的热应力,二是换热器的管
造遵循标准：国外TEMAASME国内GB151、GB150
换热器封头选取原则
1、管壳侧是否需要清洗； 2、是否需要移动管束； 3、是否需要考虑热膨胀；前封头类型：A、B、C、D、N 后封头类型：L、M、N、P、S、T、W 后封头又分为固定式、浮头式以及U型管,相对于固定式,浮头式造价更高、需要更大的壳径、低的换热效果由于泄漏流C的存在,优点则是一端具有自由度可以处理好热膨胀问题,
温度，
5、设备结构的选择
对于一定的工艺条件,首先应确定设备的形式, 例如选择固定管板形式还是浮头形式等，参
螺纹管性能特点
在管子类型中,螺纹管属于管外扩展表面的类型,在普通换热管外壁轧制成螺纹状的低翅片,用以增加外侧的传热面积,螺纹管表面积比光管可扩展 1.6-2.7倍,与光管相比,当管外流速一样时,壳程传热热阻可以缩小相应的倍数,而管内流体因管径的减小,则压力降会略有增大，螺纹管比较适宜于壳
K型壳体：主要用于管程热介质,壳侧蒸发的工况,在废热回收条件下使用，
X型壳体：冷热流体属于错流流动,其优点是压降非常小,当采用其他壳体发生振动,且通过调整换热器参数无法消除该振动时可以使用此壳体形式,
其不足之处是流体分布不均匀,X型壳体并不经常使用，
在化工工艺手册中,I型壳体类型可EDR软件中的不是同一种壳体,其形式见 I1,它的使用方式仅有一种搭配,就是BIU,U型管换热器，

换热器的种类及应用

换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备，广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。

根据传热方式和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型。

1. 管壳式换热器：管壳式换热器是最常见的换热器之一。

它由管束和外壳组成，热媒通过管束流动，被换热的物质则在外壳中流动，通过管壳内外流体的对流和传导传热，实现换热过程。

管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。

2. 板式换热器：板式换热器采用多层波纹板组成，通过多个波纹板的叠加形成通道，在通道内实现换热。

板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点，被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。

3. 管束式换热器：管束式换热器由多根平行布置的管子组成，通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。

管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程，常用于石油、化工等行业。

4. 螺旋板换热器：螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面，通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道，通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动，实现换热。

螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点，广泛应用于化工、制药等行业。

5. 空气冷却器：空气冷却器以空气作为冷却介质，通过与被冷却物质接触，将被冷却物质的热量传递给空气，使其冷却。

空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统，如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。

6. 管式加热器：管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质，实现加热的设备。

管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中，如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。

总之，换热器可以根据不同的换热原理和应用场景，分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。

这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用，提高了能源利用效率，降低了设备运行成本，促进了工业生产的发展。

管壳式换热器

公称换热面积（m2）
管/壳程设计压力（MPa），压力相等时只写Pt 公称直径(mm)，对釜式重沸器用分数表示，分子为管箱内直径，分母为圆筒内直径
第一个字母代表前端管箱型式，第二个字母代表壳体型式，第三个字母代表后端结构型式
管壳式换热器的类型、标准与结构
管壳式换热器的类型、标准与结构
粘度在10-3 Pa·s以下的低粘性液体，Ft=0. 应用虎克定律，可分别求出管子所受的压缩力和壳体所受的拉伸力。拉杆是一根两端皆带螺纹的长杆，一端拧入管板，折流板穿在拉杆上，各折流板之间则以套在拉杆上的定距管来保持板间距离，最后一块折流板用螺母拧在拉杆上紧固。折流板泄漏校正系数Rl 折流板厚度：为了防振、并能承受拆换管子时的扭拉作用，折流板须有一定厚度。旁路挡板的安装：旁路挡板厚度一般与折流板厚度相同，可将它嵌入折流板槽内，并点焊在每块折流板上。第三个字母代表后端结构型式管壳式换热器主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构(包括管束)三部分，三部分的不同组合，就形成结构不同的换热器。当设备上无安装折流板的要求(如冷凝换热)时，应该安装一定数量的支持板，用来支撑换热管，防止它产生过大挠度。解决方法：在外壳上装设膨胀节，减小但不能完全消除温差热应力，且在多程换热器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动。管壳式换热器的热补偿问题具有膨胀节的固定管板式换热器公称直径(mm)，对釜式重沸器用分数表示， 14因子来校正，则不论加热或冷却，均可取(mf/mw)0. 此修正项的计算，往往由于壁温未知而要用试算法；显然，长管不便于拆换和清洗，增加程数则使构造复杂，并在无相变的换热器中引起平均温差的降低。（3）当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生流体的泄漏。（1）传热面一定时，增加管长可使换热器直径减小，从而使换热器的成本有所降低。 (8) 折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积Asb 管长应选用标准值：GBl51-1999推荐换热管长度为：l000、1500、2000、2500、3000、4500、6000、7500、9000、12000 mm等

管壳式换热器原理

管壳式换热器原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊管壳式换热器原理，这玩意儿可有意思啦！你可以把管壳式换热器想象成是一个特别的“热魔法盒”。

它有个长长的壳子，就像一个大口袋，里面装着好多管子。

这管子啊，就像是一条条小路，热的流体和冷的流体就沿着这些小路走。

热流体大摇大摆地从一些管子里通过，它身上带着好多热量呢。

而冷流体呢，则在壳子和管子之间的缝隙里悄悄溜达。

这时候神奇的事情就发生啦！热流体的热量就会透过管子壁，传递给冷流体。

哎呀呀，这不就像是热流体很大方地把自己的热量分了一些给冷流体嘛！你说这像不像在一个热闹的集市上，大家互相交换东西？热流体把热量这个“宝贝”给了冷流体，自己慢慢变凉了，冷流体呢，就变得暖和起来了。

这样不就实现了热量的交换嘛！那这其中的原理到底是咋回事呢？其实啊，就是因为有温差呀！热的东西总是想把热量散发出去，冷的东西总是想吸收热量，这是自然规律呀！管壳式换热器就是利用了这个规律，让热流体和冷流体在合适的地方相遇，然后完成热量的传递。

你想想看，要是没有这种换热器，我们的生活得少了多少便利呀！比如在一些工厂里，需要把热量从一个地方转移到另一个地方，要是靠人工去搬，那得累成啥样呀！有了管壳式换热器，就轻松多啦。

而且哦，管壳式换热器还有很多不同的类型呢，就像人有不同的性格一样。

有的适合处理高温的流体，有的适合处理腐蚀性的流体，各有各的特点和用处。

咱再说说它的优点吧。

它结构相对简单，容易制造和维护，这多好呀！就像一个老实可靠的朋友，不会给你找麻烦。

而且它的换热效率也不错呀，可以在很多场合大显身手。

当然啦，它也不是完美无缺的。

它可能会占比较大的空间，有时候还会有一些泄漏的问题。

但这也不能掩盖它的光芒呀！总之呢，管壳式换热器原理虽然看起来有点复杂，但只要你用心去理解，就会发现其实也不难。

它就像我们生活中的一个好帮手，默默地为我们服务着。

让我们的生活变得更加舒适和便利。

所以呀，可别小看了这个“热魔法盒”哦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。

管壳式换热器国家标准

管壳式换热器国家标准管壳式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等领域。

为了确保管壳式换热器的安全性、可靠性和性能，国家制定了一系列的标准，以规范其设计、制造、安装和使用。

本文将对管壳式换热器国家标准进行介绍和解析，以便相关行业从业人员更好地理解和遵守相关标准。

首先，管壳式换热器的国家标准主要包括GB/T151、GB/T251、GB/T351等一系列标准。

这些标准涵盖了管壳式换热器的设计、材料、制造、检验、安装、使用和维护等方面。

其中，GB/T151主要规定了管壳式换热器的基本参数、技术要求和检验方法；GB/T251主要规定了管壳式换热器的材料选用和制造要求；GB/T351主要规定了管壳式换热器的安装、使用和维护要求。

其次，管壳式换热器国家标准的制定是为了保障设备的安全运行和有效利用。

在设计和制造过程中，必须严格按照相关标准的要求进行，确保设备具有良好的耐压性、耐腐蚀性和传热性能。

在安装和使用过程中，必须按照标准规定的程序和方法进行，确保设备能够安全、稳定地运行。

在维护和检修过程中，必须按照标准规定的要求进行，确保设备的性能和使用寿命。

此外，管壳式换热器国家标准的遵守对于相关行业从业人员来说是非常重要的。

只有严格遵守相关标准，才能保证设备的安全性和可靠性。

因此，相关行业从业人员必须深入学习和理解相关标准，严格按照标准要求进行工作，不得有丝毫马虎和疏忽。

总之，管壳式换热器国家标准的制定和遵守对于保障设备的安全运行和有效利用具有重要意义。

相关行业从业人员必须深入学习和理解相关标准，严格按照标准要求进行工作，确保设备的安全性、可靠性和性能。

只有这样，才能更好地推动相关行业的发展，实现设备的长期稳定运行和有效利用。

管壳式换热器与板式换热器选型参考

目前我国的换热器在化工、冶金、石油、电力及机电等行业应用非常广泛。

而目前我国现有的换热器类型主要有两大类，一类是管壳式换热器，另一类是板式换热器。

本文针对管壳式换热器及板式换热器对应特点的比较，提出选型的参考意见。

1．管壳式换热器及板式换热器结构特点1.1管壳式换热器管壳式换热器：又称列管式换热器。

是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。

结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。

管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备主要应用在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。

通常的工作压力可达4兆帕，工作温度在300℃以下，在个别情况下还可达到更高的压力和温度。

充分表现其结构坚固，能选用多种材料制造，适应性极强等特点。

1.2板式换热器板式换热器：它由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件所组成。

其零部件之少，通用性之高，是任何换热器所不能比拟的。

板式换热器的使用范围很广泛，介质从普通水到高粘度的非牛顿型液体；从含固体小颗粒的物料到含少量纤维的物料；从水蒸汽到各种气体；从无腐蚀性的到具有强腐蚀性的各种介质均能处理。

其特点是传热效率高，使用安全可靠，占地小易维护，阻力损失小，热损失小，冷却水量小，投资运行费用低等。

2．换热器设计条件以电厂为例换热器设计应满足电厂从起动到最大出力时各种负荷下的运行需要，并留有一定的裕量，保证换热器在最大负荷、最高进水温度和最大污垢热阻时，在规定的检修周期内，仍能完成给定的冷却任务。

现有国产引进型300MW燃煤机组，各冷却设备要求冷却水进水温度不大于37.5℃，从冷却设备出来被加热过的冷却水最高温度约为42.8℃，其基本参数如下：被冷却水盐水设计压力 1.0Mpa流量1800m3／h进出水温度42.8／37.5压降～0.06MPa冷却水海水（海水与河水交替变化）设计压力0.5Mpa进水温度33℃压降0.05～0.06Mpa3．管壳式换热器及板式换热器的性能比较3.1设计参数比较根据换热器的设计条件分别作了如下2个方案：方案1：2台100%容量的管壳式换热器；盐水量1800m3/h；安装2台，运行1台；每台冷却面积1023m2；盐水入、出口温度分别为42.8℃和37.5℃；循环水入、出口温度分别为33℃和36.5℃；循环水流量约3000m3/h；材质为钛管，复合钛板；外形尺寸φ1800mm×9800mm；重量27002kg。

管壳式换热器

填料函式
U型管式
管内不便清洗；管板上布管少，结构不紧凑，管外介质易短路，影响传热效果；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
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
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
37
2）.拉脱力的计算
计算的目的：保证胀接接头的牢固连接和良好的密封性。拉脱力定义：管子每平方米胀接周边上所受的力，单位为帕。引起拉脱力的因素为：操作压力和温差力。（1）操作压力引起的拉脱力qp: 介质压力作用的面积 f 如图示
38
介质压力p，取管程压力和壳程压力两者中的较大者。
管子外径为d0 ；管子胀接长度为l。则拉脱力为： q p
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。

管壳式换热器原理与设计

管壳式换热器原理与设计管壳式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、炼油、石油化工、动力、核能等多个工业领域。

其工作原理和设计要点如下：工作原理：基本构造：管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、折流板、管箱等部件组成。

壳体通常为圆筒形，内部装有平行排列的管束，管束两端固定在管板上。

流体通过管内（管程）和管外（壳程）进行热交换。

热量传递：冷热两种流体分别在管程和壳程中流动，热量通过管壁从高温流体传递给低温流体。

一种流体在管内流动（管程流体），另一种流体在管外，即壳体内流动（壳程流体）。

热量传递遵循热力学第二定律，从高温区自发流向低温区。

强化传热：为了提高传热效率，壳程内常设置折流板，迫使壳程流体多次改变方向，增加流体湍流程度，从而提高传热系数。

管束的排列（如等边三角形或正方形）也会影响传热效率和清洁维护的便利性。

设计要点：流体选择：根据工艺要求决定哪种流体走管程，哪种走壳程。

一般而言，易结垢或腐蚀性的流体走管程便于清洗和更换管束。

材料选择：根据流体的性质（如温度、压力、腐蚀性）选择合适的材料，如不锈钢、碳钢、铜合金等，以确保换热器的耐用性和安全性。

热负荷计算：根据工艺条件计算所需的热负荷，确定换热面积，进而决定管束的数量、长度和直径。

压降考虑：设计时需考虑流体在管程和壳程中的压降，确保泵送能耗合理，避免因压降过大导致系统运行不稳定。

结构设计：包括管板的设计（固定管束的方式）、壳体厚度设计、支撑和悬挂结构设计等，以保证换热器的机械强度和稳定性。

清洗与维护：设计时应考虑换热器的可维护性，如管束的可拆卸性，以及便于清洗壳程内部的结构设计。

综上所述，管壳式换热器的设计是一个综合考虑热工性能、机械强度、材料选择、经济性和可维护性的复杂过程，需要精确的计算和细致的工程设计。

管壳式换热器管壳式换热机组设备工艺原理

管壳式换热器管壳式换热机组设备工艺原理近年来，管壳式换热器作为一种高效的换热设备广泛应用于各个行业，特别是化工、石油、电力等高温高压领域。

管壳式换热器具有结构简单、换热效率高、维护方便等优点。

本文将介绍管壳式换热器管壳式换热机组设备工艺原理。

一、管壳式换热器基本结构管壳式换热器由圆筒形的壳体、管束与管板组成。

壳体内还装有泄压阀、止回阀、取样阀、排放阀等附件。

管束由管管、支撑板和管板组成。

管管分为长管和短管。

长管一般为一整根管，短管则需要用管箍粘接在一起。

管板的作用是固定管管，使其不易塌落。

管板分为固定管板和浮动管板，固定管板一般在壳体的两端，而浮动管板则在壳体内部，通过弹簧或弹性体与管管保持一定的接触面积。

二、管壳式换热器工艺原理管壳式换热器工艺原理就是通过将不同介质流在管内和管外，利用管壳之间的热传导，达到换热的目的。

常见的介质有水、各种化工原料等。

管壳式换热器的工艺原理其实是把两种介质分别流经管内和管外，实现热量的传递。

下面是管壳式换热器的具体工艺原理：1. 单相流换热单相流指流体在整个管道中的状态是相同的，存在的热传递方式有传导和对流。

当单相流在管内流动时，介质的温度将随着时间和位置而变化。

利用管内的传导传递热量极为缓慢，所以主要的热量传递方式是对流换热。

不同流速的介质，其传热效果显然也不同。

2. 多相流换热多相流换热指在换热过程中，介质不仅存在于管内，在管外也存在。

这种热传递方式可以理解为单相流换热和相变换热的共同作用，其中相变换热仅适用于液体与汽体或固体相变的情况。

多相流换热会使壳表面形成一层厚厚的膜状物体，增加了传热阻力。

三、管壳式换热器的应用管壳式换热器广泛应用于各个行业中，其中最常见的有以下几个：1. 石油、化工领域管壳式换热器在石油和化学工业中的应用非常广泛。

由于在这些行业中经常出现的气体和液体，因此需要换热器来控制温度和压力。

2. 电力领域管壳式换热器还被广泛应用于电力行业中。

管壳式换热器的工作原理

管壳式换热器的工作原理
管壳式换热器是一种常用的热交换设备，主要用于将热量从一个介质传递到另一个介质。

它由一个外壳和一组内部管子组成。

工作原理如下：
1. 工作介质进入换热器：热的介质（也称为工作介质1）从一
个管道进入换热器的壳体。

它通过壳体的进口管道流入，并被分散到管子的外侧。

2. 管子中的传热：工作介质1在管子的外侧流动，与管子内的冷介质（也称为工作介质2）进行传热。

热量通过管子的壁传递，从而将热量从工作介质1传递给工作介质2。

3. 传热过程：传热过程中，热量从工作介质1的管壁通过导热传导传递给管壁，然后从管壁通过对流传递给工作介质2。

冷
却的工作介质2在管子内流动，吸收热量。

4. 热量传递到壳体：热量在管子内外进行传热交换后，被冷却后的工作介质2带走。

冷却后的工作介质2通过换热器的出口管道流出。

5. 工作介质1的退出：冷却的工作介质1在换热过程中失去了热量，并通过换热器壳体的出口管道流出。

总结起来，管壳式换热器的工作原理就是通过传热管子将热量从一个介质传递到另一个介质，从而实现热量的交换。

这种热
交换设备广泛应用于各个工业领域中，如化工、石油、制药等，从而满足不同工艺过程中的热能需求。

管壳式换热器

6
400~1100 — 1200~1800 —
150 200 250 300 350 450（或 480） — — 200 250 300 350 450（或 480） —
9
1200~1800 — — — — 300 350 450
600
－10－
第一节绪论
二、管壳式换热器的性能特点
主要几何参数
★浮头式换热器和冷凝器系列的型号参数
－8－
第一节绪论
二、管壳式换热器的性能特点
壳径 mm 325
426
400 500 600-700 800-1200 1300-1500
1600-1800
导流形式内导流外导流 ∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
∨
壳体制作方式
换热器
冷凝器
钢管制圆筒
— 钢管制圆筒
卷
卷
制
制
圆
圆
筒
筒
基本参数
公称压力/Mpa 换热器冷凝器
－12－
第一节绪论
二、管壳式换热器的性能特点
固定管板换热器示意图
－13－
第一节绪论
二、管壳式换热器的性能特点
性能特点
国产固定管板式换热器系列（JB/T 4715— 92），采用内导流结构、适用于石油及化学工业用碳素钢、低合金钢和不锈耐酸钢制换热器，也适用于其他工业部门相似的换热器和冷凝器。引用标准为GB151—钢制管壳式换热器。
管程数 2，4
2，4
1.0 1.6 2.5 4.0 6.4
1.0 1.6 2.5 4.0
2，4 2，4 2，4，6

管壳式换热器的设计

管壳式换热器的设计1. 管壳式换热器概述管壳式换热器是一种常见且广泛应用于工业领域的换热设备。

它主要由壳体、热交换管束、管板、进出口管道和支撑结构等组成。

通过壳体内外流体的传热和传质，实现不同流体之间的能量交换。

管壳式换热器的设计对于提高传热效率、减少能源消耗、降低设备运行成本具有重要意义。

在设计过程中，需要考虑多个因素，包括选择合适的换热管材料、确定合适的管束结构、优化流道布局等。

2. 管壳式换热器设计步骤2.1 确定操作参数在进行管壳式换热器设计前，首先需要明确操作参数，包括流体的流量、温度、压力等。

这些参数的确定对于选择合适的换热器尺寸和换热面积至关重要。

2.2 选择合适的换热管材料在进行换热器设计时，需要根据流体的特性选择合适的换热管材料。

常见的换热管材料包括碳钢、不锈钢、铜合金等。

根据流体的性质、温度和压力等因素，选择耐腐蚀、导热性好的管材。

2.3 确定管束结构管束结构的设计直接影响到换热器的传热效率和压降。

通常有多种不同的管束结构可供选择，如固定管板式、浮动管板式和U型管式等。

根据具体需求和操作参数，选择合适的管束结构。

2.4 流道布局优化流道布局对于管壳式换热器的性能至关重要。

良好的流道布局可以提高流体的流动速度，增加传热面积，从而提高换热效率。

通过合理的流道设计，可以减小压力损失，降低能源消耗。

2.5 确定热交换面积根据操作参数和所选的管束结构，计算出所需的热交换面积。

通常使用LMTD （Log Mean Temperature Difference）法进行计算。

2.6 设计壳体结构和管道连接根据热交换需求和操作参数，设计合适的壳体结构和管道连接。

壳体结构应具有良好的强度和刚度，同时要考虑便于清洁和维修的因素。

3. 管壳式换热器设计的优化方法3.1 流体动力学模拟利用流体动力学模拟软件对管壳式换热器的流动状态进行模拟和分析，以优化流体的流动路径和流速分布，提高传热效率。

3.2 换热管材料优化选择通过对不同换热管材料的性能进行评估和比较，选择性能更好的材料，以提高换热效率和延长换热器的使用寿命。

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。

管壳式换热器

管壳式换热器引言管壳式换热器是一种常用于工业生产过程中的传热设备，通过管壳之间的传热，对流传热和传导传热来完成能量的传递。

本文将对管壳式换热器的基本原理、结构和工作原理进行详细介绍。

一、基本原理管壳式换热器由管束、壳体和管板等组成。

工作过程中，热量通过壳体流通的介质（如水、气体等）经过管束的外表面传递给换热器中的工艺流体，实现传热。

其基本原理包括对流传热和传导传热两部分。

1. 对流传热对流传热是指热量通过流体的流动而传递的过程。

在管壳式换热器中，工艺流体通过管束的管道中流动，与管道外面的介质进行对流传热。

传热过程中，流体的流速和流动方式对换热效果有着重要的影响。

2. 传导传热传导传热是指热量通过物质的热传导而传递的过程。

在管壳式换热器中，热量从管束的工艺流体传递到管束的外表面，再通过壳体传导给外部介质。

传导传热过程中，材料的导热性能和温度差是影响换热效果的关键因素。

二、结构管壳式换热器的基本结构包括管束、壳体、管板和垫片等。

具体结构如下：1.管束：管束是管壳式换热器中的主要传热元件，由一系列管道组成，起到传热的作用。

管束通常由多根管道并排排列而成，根据不同的传热需求，可以采用不同的管束结构。

2.壳体：壳体是管壳式换热器的外壳，起到固定管束和保护换热器的作用。

壳体通常由钢板焊接而成，能够承受一定的压力和温度。

3.管板：管板是管束和壳体之间的连接件，起到固定管束和密封壳体的作用。

管板通常由金属材料制成，能够耐受高温和高压的工况。

4.垫片：垫片位于管束和管板之间，起到密封作用。

垫片通常由柔性材料（如橡胶、石墨等）制成，能够适应不同的工作条件和温度变化。

三、工作原理管壳式换热器的工作原理可以简述如下：1.工艺流体进入换热器的管束中，并流经管道，与管道的外表面进行换热。

2.热量从管束内的工艺流体传递到管束的外表面上，通过传导传热和对流传热的方式，热量传递给外部介质。

3.外部介质经过壳体，在管板上与管束的表面进行对流传热，实现热量的传递和交换。