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      各種換熱器工作原理和特點
      - 2020-02-16-

        各種換熱器工作原理和特點


        一、換熱器


        1、U形管式換熱器


        每根管子都彎成U形,固定在同一側管板上,每根管可以自由伸縮,也是為了消除熱應力。


        性能特點:


       ?。?)優點


        此類換熱器的特點是管束可以自由伸縮,不會因管殼之間的溫差而產生熱應力,熱補償性能好;


        管程為雙管程,流程較長,流速較高,傳熱性能較好;


        承壓能力強;


        管束可從殼體內抽出,便于檢修和清洗,且結構簡單,造價便宜。


       ?。?)缺點


        是管內清洗不便,管束中間部分的管子難以更換,又因內層管子彎曲半徑不能太小,在管板中心部分布管不緊湊,所以管子數不能太多,且管束中心部分存在間隙,使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。


        此外,為了彌補彎管后管壁的減薄,直管部分需用壁較厚的管子。這就影響了它的使用場合,僅宜用于管殼壁溫相差較大,或殼程介質易結垢而管程介質清潔及不易結垢,高溫、高壓、腐蝕性強的情形。


        2、沉浸式蛇管換熱器


        沉浸式蛇管換熱器以蛇形管作為傳熱元件的換熱器,是間壁式換熱器種類之一。根據管外流體冷卻方式的不同,蛇管式換熱器又分為沉浸式和噴淋式。


       ?。?)優點


        這是一種古老的換熱設備。它結構簡單,制造、安裝、清洗和維修方便,便于防腐,能承受高壓,價格低廉,又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝,所以現代仍得到廣泛應用。


       ?。?)缺點


        由于容器體積比管子的體積大得多、笨重、單位傳熱面積金屬耗量多,因此管外流體的表面傳熱系數較小。為提高傳熱系數,容器內可安裝攪拌器。


        3、列管式換熱器


        冷流體走管內,熱流體經折流板走管外,冷、熱流體通過間壁換熱。


        性能特點:


        列管式換熱器的結構比較簡單、緊湊、造價便宜,但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端,并在其上連接有頂蓋,頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的,而管內管外是兩種不同溫度的流體。因此,當管壁與殼壁溫差較大時,由于兩者的熱膨脹不同,產生了很大的溫差應力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫,甚至毀壞換熱器。


        為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時,為安全起見,換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置(膨脹節)只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6MPa時,由于補償圈過厚,難以伸縮,失去溫差補償的作用,就應考慮其它結構。


        4、螺旋板式換熱器


        由兩塊相互平行的鋼板,卷制成相互隔開的螺旋形流道。螺旋板的兩端焊有蓋板。冷熱流體分別在兩流道內流動。


        性能特點:


       ?。?)傳熱效率高(性能好)


        一般認為螺旋板式換熱器的傳熱效率為列管式換熱器的1~3倍。等截面單通道不存在流動死區,定距柱及螺旋通道對流動的擾動降低了流體的臨界雷諾數,水-水換熱時,螺旋板式換熱器的傳熱系數大可達3000W/(㎡·K)。


       ?。?)有效回收低溫熱能


        螺旋板式換熱器由兩張卷制而成,進行余熱回收,充分利用低溫熱能。


       ?。?)運行可靠性強


        不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封,因而具有較高的密封性,保證兩種工作介質不混合。


       ?。?)阻力小


        在殼體上的接管采用切向結構。比較低的壓力損失,處理大容量蒸汽或氣體;有自清刷能力,因其介質呈螺旋型流動,污垢不易沉積;清洗容易,可用蒸汽或堿液沖洗,簡單易行,適合安裝清洗裝置;介質走單通道,允許流速比其他換熱器高。


       ?。?)可多臺組合使用


        單臺設備不能滿足使用要求時,可以多臺組合使用。但組合時,必須符合下列規定:并聯組合、串聯組合,設備和通道間距相同?;旌辖M合:一個通道并聯,一個通道串聯。


        5、噴淋式換熱器


        熱流體在裸露的管中流過,冷卻水噴淋流過蛇管。

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