化工机械设备基础 第十二章 管壳式换热器

第十二章管壳式换热器在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％。在现代石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的40％左右，它的先进性、合理性和运转可靠性格直接影响产品的质量、数量和成本。换热器热交换器加热器冷却器蒸发器冷凝器第一节概述衡量一台换热器好坏的标准:传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材料；成本低；制造、安装、检修方便。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。板式换热器汽-水热交换器列管换热器RV容积式换热器搪玻璃换热器一、管壳式换热器的结构及主要零部件二、管壳式换热器的分类1、固定管板式换热器膨胀节适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗，温差不大或温差大但是壳程压力不高的场合。2．浮头式换热器管束可以抽出，便于清洗。但这类换热器结构较复杂，金属耗量较大。浮头处如发生泄漏时不便检查。管束与壳体间隙较大，影响传热。适用于管、壳温差较大，以及介质易结垢的场合。3、填函式换热器管束一端可以自由膨胀，造价也比浮头式低，检修、清洗容易，填函处泄漏能及时发现。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不宜处理易挥发，易燃、易爆、有毒的介质。4．U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大的场合，尤其是管内介质清洁不易结垢的高温、高压、腐蚀性较强的场合。①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算；②换热器封头选择，压力容器法兰选择：②管板尺寸确定；④管子拉脱力的计算；⑤折流板的选择与计算；＠温差应力计算。此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。三、管壳式换热器机械设计内容第二节管子的选用及其与管板的连接一、管子的选用无缝钢管——光管二、管子与管板的连结1．胀接——利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部，使管端发生塑性变形，管板孔同时产生弹性变形，当取去胀管器后，管板孔弹性收缩，管板与管子间就产生一定的挤紧压力，紧密地贴在一起，达到密封紧固连接的目的。波纹管2．焊接3．胀焊结合——目前较广泛采用的方法消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命全焊接板壳式换热器第三节管板结构1、换热管排列形式二、管间距最外层换热管中心至壳体内表面的距离不应小于换热管外径的一半)+l0mm。三、管板受力及其设计方法简介管束对管板的支承作用——管板与许多换热管刚性地固定在一起，因此，管束起着支承的作用，阻碍管板的变形。在进行受力分析时，常把管板看成是放在弹性基础上的平板，列管就起着弹性基础的作用。我国《钢制管壳式换热器设计规定》四、管程的分程及管板与隔板的连接——七种五、管板与壳体的连接结构可拆式和不可拆式1、当管板兼作法兰时——2、管板不兼作法兰时——2、浮头式、U形管式及填函式换热器固定端管板与壳体的连接可拆式第四节折流板、支承扳、旁路挡板及拦液板的作用与结构一、折流板及支承板横向纵向弓形圆盘-圆环形带扇形切口二、旁路挡板三、拦液板在立式冷凝器中，为减薄管壁上的液膜而提高传热膜系数第五节温差应力一、管壁与壳壁温度差引起的温差应力二、管子拉脱力的计算在操作压力作用下：在温差应力作用下：管子拉脱力q=qp±qt≤[q]U型管换热器三、温差应力的补偿1．减少壳体与管束间的温度差2．装设挠性构件3．双套管温度补偿钛材换热器降膜板式蒸发器四、膨胀节膨胀节的结构及设置板式翅片水冷式油冷却器本章习题螺旋板式换热器