换热器结构图
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器的结构设计摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。
其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。
固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。
这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。
固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。
管束安装在壳体内，两端固定在管板上。
管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。
换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。
一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。
关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat ExchangerAuthor : Chen Hui -juanTutor : Li HuiAbstractHeat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy.The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, themost widely used in various industry departments.Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat exchange tube bundle, tube plate, the front tube box (also known as the roof or head) and the back-end structure parts. Tube bundle is installed on both ends of casing, which is fixed on the tube plate. Tube box and the back-end respectively connected to theflange bolts at the ends of the shell structure, maintenance or cleaning for easy disassembly. The merits of the heat exchanger design ultimately depends on whether applicable, economic, safe, flexible and reliable running, convenient maintenance cleaning, etc. A high heat transfer efficiency, compact, low cost, safe and reliable production of heat exchanger, requires carefully considered in the design of all sorts of problems. The accurate thermal design and calculation, but also for intensity and conform to the requirement of process manufacturing level.Keywords: Heat exchanger,Fixed tube plate heat exchanger, Structure,Design目录1 绪论.......................................... 错误!未定义书签。
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。
并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。
换热器
3.3 换热器选择3.3.1 换热器的类型换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
其中间壁式换热器按传热面的形状和结构可分为：管壳式、板式、管式、液膜式、板壳式与热管。
目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。
近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。
在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。
列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类。
各类换热器特性如下表。
表3-1 各类换热器特性3.3.2 换热器选型原则换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。
本项目选用目前应用最广泛的列管式换热器。
列管式换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。
一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。
从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。
但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。
①壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50～70℃。
而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。
②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。
综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。
3.3.3换热管规格选择①管子的外形：列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。
一般按光滑管设计。
当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。
②管子的排列方式：相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使单位传热面积的金属耗量降低。
第1章_热交换器基本原理
dQ
对逆流：
Δt = t1 – t2 → dΔt = dt1 – dt2
dQ = k·Δt·dF
热流体：
dQ
- M1c1dt 1
dt1
-
1 W1
dQ
冷流体：
dQ
-M2c2dt 2
dt 2
-1 W2
dQ
dΔt
1 W1
1 W2
dQ
μdQ
+ - μ 1 1 W1 W2
：顺流 ：逆流
dΔt μdQ μkΔtdF
却。如回转式空气预热器。
按材料分：
1. 金属材料换热器 常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、
铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热 系数大，故此类换热器的传热效率高。 2. 非金属材料换热器
常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。 因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的 传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。
t1 t1
t2 t2
t2 t2
ξt1 ξt1
t1 t1
(x)
将式(x)代入式(w)，并考虑到:
ξ
1
W1 W2
2
1
t 2 t1
t 2 t1
2
(y)
整理，得到平均温差的公式：
Δt m
ln
t1
t1
t1 t12
t2 t2
t2 t2 2 t1 t12 t2
t2 2
t1 t1 t2 t2 t1 t12 t2 t2 2
要计算整个换热的平均温差，首先需要知道 温差随换热面的变化，即 Δtx= f(Fx)，然后再沿 整个换热面积进行平均。
1.2.1 流体的温度分布
t1 冷凝
《换热器类型与结构》PPT课件
进口接管及防冲板的布置
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17
● 在固定管板式中，两端管板均与壳体采用焊接连接、 且管板兼作法兰用，在浮头式、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
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18
◆ 折流板
● 折流板的作用 引导壳程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，折流板还可起到支撑管束的作用。
●折流板的 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。
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弓形折流板
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圆盘-圆环形折流板
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折流板缺口尺寸
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22
● 折流板的固定 折流板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。
拉杆结构
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23
三、管壳式换热器的标准
◆ GB151—1999《管壳式换热器》
是由国家技术监督局发布的关于管壳式换热器的国家 标准。该标准是管壳式换热器设计和制造的主要依据。
◆标准代号为JB／T4714～4720－92
第五章 换热设备
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1
目录
1 换热设备的类型及应用 2 管壳式换热器
3 其他类型换热设备简介 4 换热设备的使用与维护
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2
第一节 换热设备的类型及应用
一、换热设备的应用
◆ 定义
使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。
二、换热设备的类型
◆ 按用途分类
冷却器 冷凝器 加热器 换热器 再沸器 蒸气发生器 废热(或余热)锅炉
管壳式换热器
第十七章管壳式换热器（shellandtubeheatexchange）本章重点讲解内容：（1）熟悉管壳式换热器的整体结构及其类型；（2）熟悉主要零部件的作用及适用场合；（3）熟悉膨胀节的功能及其设置条件。
第一节总体结构管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。
它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。
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。
管内的通道及与其相贯通的管箱称为管程（tube-side）；管外的通道及与其相贯通的部分称为壳程（shell-side）。
一种流体在管内流动，而另一种流体在壳与管束之间从管外表面流过，为了保证壳程流体能够横向流过管束，以形成较高的传热速率，在外壳上装有许多挡板。
以下结合不同类型的管壳式换热器介绍其相应的总体结构。
1、固定管板换热器其由壳体、管束、封头、管板、折流挡板、接管等部件组成。
结构特点为：两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。
换热管束可做成单程、双程或多程。
它适用于壳体与管子温差小的场合。
图1固定管板换热器结构示意图优点：结构简单、紧凑。
在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。
缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50°C）时产生温差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。
固定管板式换热器适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
2、浮头式换热器浮头式换热器适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
结构特点是两端管板之一不与壳体固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，称为浮头。
图2浮头式换热器结构示意图优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。
绕管换热器PPT课件
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15
1.5介质通道进行标识，检查是否正确以防穿错管
.
16
1.6异型垫条用来确定管子的导程
.
17
1.7平垫条在中心筒上点焊
.
18
1.8中心筒上点焊异形垫条
.
19
1.9垫条点焊
.
20
1.10异形垫条用来固定管子在绕制过程中的导程， 犹如管子绕制过程的行驶轨道
.
21
1.11管箍，用来固定管子
• 5开封空分厂制作设计文件及图纸
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47
谢谢！
.
48
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Hale Waihona Puke 40胀接试验胀度80MPa
.
41
胀接后PT检查
•
.
42
• 2.5换热管做水下气密性试验， • 注意试验用水，水中氯离子含量≤25mg/L
.
43
换热管做水下气密性试验,保压10分钟，无泄漏无变形，才 能进行绕制
.
44
三、操作与维护
• 缠绕管由于原料杂质问题引起质量问题的也不少, 按照设计要求,缠绕管式换热器用于介质杂质少.容 易清洗的场合,因为缠绕管换热器为了追求其紧凑 性,管间距与层间距的间距比较小,所以对原料的要 求也较高.一旦装置波动等就可能引发原料杂质多 而容易造成堵塞.因此,要有效地在操作上做好以下 几方面:
.
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
.
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
.
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
.
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
.
31
换热器
第四章换热设备换热设备是炼油、化工生产过程中广泛应用的主要设备之一。
约占炼油厂工艺设备台数的25－70％，占工艺设备总投资的12－20％。
第一节换热设备的分类一．换热设备的种类炼油厂用换热设备的型式很多，将其常用的分类如下：1．按用途分类（1）换热器两种温度不同的流体进行热量的交换，使一种流体降温而另一种流体升温，以满足各处的需要，经过换热就充分回收了热量，节省了成本。
（2）冷凝器在两种温度不同的流体进行热量交换中，有一种流体是从气态就冷凝成为液态，温度变化并不大，就称为冷凝器。
（3）蒸发器和上述相反，若有一种流体被加热而蒸发成为气体，就称为蒸发器。
（4）冷却器凡是热量不回收利用，单纯只要一种流体冷却的换热器，称为冷却器。
（5）加热器凡是利用废热而单纯只要一种流体加热升温的换热器，称为加热器。
2．按换热方式分类（1）间壁式换热设备。
在冷、热两种流体间有一定形状的表面把流体分隔开，热量通过此种间隔表面而互相交换，两种流体不相混合。
这是炼油厂中普遍采用的方式。
（2）蓄热式换热设备。
冷、热两种流体依次先后通过蓄热器，分别和蓄热器内的固体填充物进行交换，例如高温气体先通过蓄热器，将热量传递给器内填料，使填料升温而积蓄热量；关闭高温气体通路，再切换通入冷气体，高温填料就又把热量放出给了冷气体，使冷气体升温；依次不断反复，称为蓄热式换热。
这种设备炼油厂内很少应用。
（3）混合式换热设备。
使冷、热两种流体直接混合，而交换热量，如炼油厂内常用的凉水塔，就是用空气直接吹过被分散的热水表面，使热水降温而循环使用，这种方式所用设备较简单，换热效率也高，但大多数情况下，不允许两种流体混合，所以应用也有限。
3．按结构型式分类间壁式换热设备的种类繁多，但从间壁表面的特征来看，可分为两大类：（1）管式换热设备。
传热面是各种管子，冷、热两种流体分别在管内和管外通过，经管壁面交换热量，这是炼油厂内应用最普通的换热设备。
从具体结构上细分，它又可分为：A．管壳式换热设备。
换热器结构图A-
第七节换热器§4.7.1 间壁式换热器一.夹套式换热器结构如图所示。
夹套空间是加热介质和冷却介质的通路。
这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。
当用蒸汽进行加热时, 蒸汽上部接管进入夹套, 冷凝水由下部接管流出。
作为冷却器时, 冷却介质〔如冷却水〕由夹套下部接管进入, 由上部接管流出。
夹套式换热器结构简单, 但由于其加热面受容器壁面限制, 传热面较小, 且传热系数不高。
喷淋式换热器的结构与操作如下列图所示。
这种换热器多用作冷却器。
热流体在管内自下而上流动, 冷水由最上面的淋水管流喷淋式换热器的结构与操作如下列图所示。
这种换热器多用作冷却器。
热流体在管内自下而上流动，冷水由最上面的淋水管流出, 均匀地分布在蛇管上, 并沿其表面呈膜状自上而下流下, 最后流入水槽排出。
喷淋式换热器常置于室外空气流通处。
冷却水在空气中汽化亦可带走部分热量, 加强冷却效果。
其优点是便于检修, 传热效果较好。
缺点是喷淋不易均匀。
套管式换热器的基本部件由直径不同的直管按同轴线相套组合而成。
内管用180°的回弯管连接, 外管亦需连接, 结构如图所示。
每一段套管为一程,每程有效长度为4～6m。
假设管子太长, 管中间会向下弯曲, 使环隙中的流体分布不均匀。
套管换热器的优点是构造简单, 内管能耐高压, 传热面积可依据需要增减, 适当选择两管的管径, 两流体皆可获得适宜的流速, 且两流体可作严格逆流。
其缺点是管间接头较多, 接头处易泄漏, 单位换热器体积具有的传热面积较小。
故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。
结构如图所示。
管子两端与管板的连接方式可用焊接法或胀接法固定。
壳体则同管板焊接。
从而管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体。
这就是固定管板式名称的由来。
折流板主要是圆缺形与盘环形两种, 其结构如图所示。
操作时, 管壁温度是由管程与壳程流体共同控制的, 而壳壁温度只与壳程流体有关,与管程流体无关。
绕管换热器ppt课件
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度.
• 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
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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
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
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1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
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1.18气压试验压力8.5Mpa
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
33
1.19每层绕制完，需要对每一层的直径进行数据测量，对 照图纸，以防绕大。
2
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注
意事项 • 三、操作与维护
3
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。
• 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
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
换热器基础知识及操作
换热器基础知识及操作
8万吨/年乙苯苯乙烯项目
设备培训课件
换热器基础知识及操作
CONTENTS
01
换热器的分类和结构形式
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03
换热器的投用操作
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02
常用换热器示意图
单击添加文本具体内容
04
换热器的吹扫和停用
单击添加文本具体内容
一 换热器的分类和结构形式
1、换热器的定义 以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的设备称为换热器，换热器的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也提高能源利用率、回收利用余热等低位热能。 2、按用途分类 1）加热器 用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。 2）预热器 用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。 3）过热器 用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 4）蒸发器 用于加热液体，使其蒸发汽化。 5）再沸器 用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化，为精馏过程提供热能。 6）冷却器 用于冷却流体，使其达到所需温度。 7）冷凝器 用于冷凝饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。
Байду номын сангаас 四 换热器的停用和吹扫
1.换热器的停用 1.1先开热流体的副线阀，后关闭热流体进、出口阀。 1.2先开冷流体的副线阀，后关闭冷流体进、出口阀。 1.3若正常停用，随工艺管线一起进行蒸汽吹扫。 1.4若切除进行检修，换热器必须进行蒸汽吹扫。流体在200℃以上时，应适当冷却后再吹扫。 2、换热器的吹扫 2.1管壳程的扫线流程改通后方能给汽吹扫，以防止超压损坏设备。 2.2蒸汽吹扫时，应考虑到换热器所能承受的单向受热能力，吹扫单程时，另一程放空阀必须打开。 2.3吹扫干净后，停汽，放净水。
热交换器
（二）管板及换热管的连接 管板一般采用圆形平板，在板上开孔并装设换热 管，在多管程换热器中管板上还设置分程隔板。 管板还起分隔管程和壳程空间，避免冷热流体混 合的作用。管板与换热管间可采用胀接、焊接或 二者并用的连接方式。 管板与换热管的胀接连接是利用管子与管板材料 的硬度差（选材时管板材料硬度要高于管子材料 硬度），使管子在管孔中在胀管器的作用下直径 扩大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形， 在胀管后管板在弹性恢复力的作用下与管子外表 面紧紧贴更换与 修补，但不宜在高温、高压下工作。随着温度和 压力增高，胀接的密封性和牢固性将逐渐下降。
四、管壳式换热器的总体结构
1、管壳式换热器的总体结构以及特点 1）浮头式换热器 • 浮头式换热器的一端管板是固定的。与壳体刚性 连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相 连。活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的 管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束 可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构 复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种 流体混合。浮头式换热器适用于冷热流体温差较 大（一般冷流进口与热流进口温差可达110℃）， 介质易结垢需要清洗的场合。在炼油厂中使用的 各类管壳式换热器中浮头式最多。
（四）管箱 管箱的作用是将进入管程的流体均匀分布到各换 热管，把管内流体汇集在一起送出换热器。在多 管程换热器中，管箱还可通过设置隔板起分隔作 用。管箱结构如图所示，其中图（a）适用较清洁 的介质，因检查管子及清洗时只能将管箱整体拆 下，故不太方便；图（b）在管箱上装有平盖，只 要将平盖拆下即可进行清洗和检查，所以工程应 用较多，但材料消耗多；图（c）是将管箱与管板 焊成一体，这种结构密封性好，但管箱不能单独 拆下，检修、清洗都不方便，实际应用较少。
3）蒸发器：与冷凝器的操作刚好相反，两种 介质中 的一种介质由液体被蒸发成汽体。 4）加热器：只单纯的完成一种介质的加热升温的操作。 5）冷却器：如果热量不回收利用，完成用冷却剂（如 水、空气）来冷却另外一种介质的操作的换热器 称为冷却器。如用空气作为冷却剂的换热器称为 空气冷却器，简称空冷器。 2、按材料分类：分为金属材料和非金属材料换热器。 3、按结构分类：分为管壳式换热器和板式换热器。
换热器的结构
换热器的结构管壳式换热器就是具有换热管和壳体的一种换热设备，换热管与管板连接，再用壳体固定。
按其结构型式，主要分为：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、方形壳体翅片管换热器等。
详细结构如下：固定管板式换热器：固定管板式换热器结构如上图所示，换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。
换热管可为光管或低翅管。
其结构简单，制造本钱低，能得到较小的壳体径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格围广，故在工程中广泛应用。
其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。
壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时，可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力浮头式换热器浮头式换热器结构如下图，其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体自由浮动。
壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。
这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进展清洗的工况。
浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能U形管式换热器上图为双壳程U形管式换热器。
U形管式换热器是将换热管弯成U形，管子两端固定在同一块管板上。
由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。
因U形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体抽出，壳侧便于清洗，但管清洗稍困难，所以管介质必须清洁且不易结垢。
U形管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。
壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程(如图中所示)。
填料函式换热器上图为填料函式双管程双壳程换热器，填料函式换热器的换热管束可以自由滑动，壳侧介质靠填料密封。
对于一些壳体与管束温差较大，腐蚀严重而需经常更换管束的换热器，可采用填料函式换热器。
换热器的设计结构与类型
管束分程布置图
管程数 流动顺序 管箱隔板 介质返回 侧隔板 图序 a b c d e f g 1 2
1 2 1 2 3 4 1 4
4
2 3 1 2 4 3 2 5 1 6 3 4
6
2 1 3 4 6 5
每程管数大致相同，温差不超过 ℃ 每程管数大致相同，温差不超过20℃左右为好
流向
44
强度胀
27
1.管板材料 管板材料
力学性能 介质腐蚀性（ 间电位差对腐蚀影响） 介质腐蚀性（及tube-tubesheet间电位差对腐蚀影响） 间电位差对腐蚀影响 贵重钢板价格
流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时， 流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时， 管板采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造； 管板采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造； 腐蚀性较强时，用不锈钢、 腐蚀性较强时，用不锈钢、铜、铝、钛等材料， 钛等材料， 为经济考虑，采用复合钢板或堆焊衬里。 为经济考虑，采用复合钢板或堆焊衬里。
大管径
粘性大或污浊的流体
22
3.换热管材料 换热管材料
碳素钢 低合金钢 不锈钢 金属材料 铜 铜镍合金 铝合金 钛等
23
石墨 非金属材料 陶瓷 聚四氟乙烯等
4.换热管排列形式及中心距 换热管排列形式及中心距
30° 60°
90°
45°
p
三角形布管多，但不易清洗； 三角形布管多，但不易清洗； 正方形及转角正方形较易清洗
5
基本类型
一、固定管板式换热器 结构
6
双管程固定管板换热器
7
优点
——结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价 结构简单、紧凑、能承受较高的压力， 结构简单 低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 ——当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。 ——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶 ——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶
换热器结构图
dQ dA
2、对流——流固之间和流体内部的传热
自然对流与强迫对流 对流的意义
Q AT
影响的因素： 工质的物性参数 流态，湍流与层流
加强传热的措施
翅片管换热器（热水器）
翅片管换热器
各种翅片管
管壳式换热器
板式换热器
板式换热器1
各种换热板
能源动力 1－2－27
板式换热器
螺旋板换热器
混合式
传热方式——传导、对流、辐射
1、传导——固体内部的传热
dQ
dA
T n
dQ——热流量／W
加强和防止传热的措施 导热系数（材料） 壁厚 面积 接触表面质量
翅片管换热器热水器翅片管换热器各种翅片管管壳式换热器板式换热器1板式换热器各种换热板能源动力1227板式换热器螺旋板换热器混合式换热器冷却塔二换热器中热量的传递传热方式传导对流辐射1传导固体内部的传热加强和防止传热的措施导热系数材料面积接触表面质量dadqdadqdq热流量w2对流流固之间和流体内部的传热自然对流与强迫对流对流的意义影响的因素
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当前位置：结构原理
板式换热器结构
1．固定压紧板
2．连接口
3．垫片
4．板片
5．活动压紧板
6．下导杆
7．上导杆
8．夹紧螺栓
9．支柱
板式换热器结构
板式换热器是由传热板片和框架组成，板上有四个角孔，供传热的两种液体通过，传热板片安装在一个侧面有固定板和活动板的框架内，用夹紧螺栓夹紧。
传热板片波纹为人字形，相邻板片具有反方向的人字形沟槽，沟槽的交叉点相互支撑形成接触点，介质流动时形成湍流，从而获得很高的传热效率。
板式换热器特点
◎传热效率高：传热板片波纹结构设计合理，有利于强化传热，可以使介质在较低流速下形成激烈的湍流状态，结垢可能性降低，传热效率高“”，比传统换热器换热效率高 3-5 倍；
◎结构紧凑：板式换热器由于传热系数高，所以结构极为紧凑，占地面积小，在换热量相等的条件下，其所占空间仅为管壳式换热器的 30%-40% ，节约大量空间；
◎阻力损失小：传热板片处波纹方向科学，采用流线型设计，避免流动死区，流道当量直径大，减少了压力损失；
◎热损失小：因结构紧凑体积小，换热器外表面积小，所以热损失小，通常设备无需保温；
◎维修、清洗方便：在维修、清洗设备时，可快速拆下夹紧螺栓，移动板片清洗，更换胶垫，一般当天可拆洗安装完毕；
◎随机应变：由于板式换热器容易拆卸，可根据需求通过增减换热板片来改变换热器面积，或者变更流程达到最合适的换热效果；
◎运行安全可靠：本公司的板式换热器密封性能好，在板片夹紧状态下变形小，回弹性好，组装及维修重新组装后垫片密封可靠，并且在密封装置上设计了两道密封，更加安全可靠；
◎投资低：在相同热量的前提下，板式换热器比传统换热器相比，其换热器面积、占地面积、流体阻力、冷却水用量等项目数减少，使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低；
◎应用广泛：可广泛用于化学工业、钢铁工业、机械制造业、食品工业、电力工业、纺织工业、造纸工业、集中供暖、油脂工业、船舶、医药、空调、水处理等众多领域。
板式换热器结构图
ＢＲ系列板式换热器
ＢＲＧ系列汽水板式换热器
换热机组
★换热机组的组成
北京思创伟业换热设备有限公司制造的换热机组是一套组装在底座上的热交换组合装置，换热机组包括以下组件：
◎板式换热器◎循环泵
◎电控柜◎补水定压装置
◎仪器、仪表◎温控设备
◎机组底座◎机组管道连接所必需的阀门、管线和管道附件
★换热机组主要优点
◎低噪音；
◎按用户的需要量身定做，经济合理；
◎先进的优化设计, 技术方案最佳；
◎选择,多种控制方式供您选择，丰俭由己；
◎多种系列、型号板式换热器，总有一款适合您；
◎高品质配套设备，性能优良；
◎全部厂内组装测试，良好运行有保障；
◎机构紧凑，占地面积小；
◎设备在生产过程中的运行、维修费用低；
◎成熟的经验和完善的售后服务。
★全自动无人值守换热机组原理图
按换热形式可分为
JSS水水换热机组
1、水水采暖系列换热机组
2、水水空调系列换热机组
3、水水生活热水系列换热机组JQS汽水换热机组
1、汽水采暖系列换热机组
2、汽水空调系列换热机组
3、汽水生活热水系列换热机组
按控制方式可以分
简单换热机组
半自动换热机组
全自动无人职守换热机组
汽-水、水换热机组结构示意图
汽-水换热机组。