基本信息
文件名称:换热器结构原理选型及操作.ppt
文件大小:14.7 MB
总页数:92 页
更新时间:2025-05-27
总字数:约1.14万字
文档摘要

(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合在一起,达到密封和紧固连接的目的,如图所示。胀接连接结构简单、便于管子更换与修补,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。第63页,共92页,星期日,2025年,2月5日焊接连接是将换热管的端部与管板焊在一起,这种连接形式工艺简单、不受管子与管板材料硬度的限制,而且在高温、高压下仍能保持良好的连接密封性和牢固性,所以在高温、高压下甚至某些压力并不太高的场合都使用焊接连接,如图所示。焊接连接的缺点是只在管子端部与管板焊死,而沿管板厚度方向的大部分管段其外壁与管板之间存在环行间隙,在这些间隙中流体不流动,及易造成“间隙腐蚀”,为消除间隙可采用胀接和焊接并用的连接方式。第64页,共92页,星期日,2025年,2月5日第65页,共92页,星期日,2025年,2月5日(三)壳体及管板的连接管壳式换热器的壳体都是圆筒形的,直径较小时用无缝钢管制作,直径较大时用钢板卷制焊接而成;壳体所用材料及要求与一般的压力容器相同。不同类型的管壳式换热器其壳体与管板的连接方式不同,在固定管板式换热器中,两端管板均与壳体采用焊接连接,这种连接称为管板与壳体的不可拆连接;根据管板是否兼作法兰其结构不用,如图所示,多数情况下采用管板兼作法兰的结构。在浮头式、U形管式换热器中固定端的管板与壳体采用可拆连接,将管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间,这样便于管束从壳体中抽出进行清洗和维修,如图所示。第66页,共92页,星期日,2025年,2月5日性能特点:与普通的弓形折流板换热器相比,螺旋折流板换热器有以下的性能改进:①衡量换热效果好坏的综合效益系数(即传热速率与压力降的比值)有较大的提高:ABB公司以水一水为介质,进行普通弓形折流板和螺旋折流板的传热与压力降实验对比,结果为:(a)螺旋折流板换热器壳程传热系数约提高1.8倍;(b)压力降减少约4.5倍。②壳程流体流动状态的改变:弓形折流板使壳程流体基本上处于横穿管子的错流流动,在90度转弯处易有固体颗粒堆积和结垢产生。而螺旋折流板每块折流板仅占1/4横截面积,与中心线有一定角度的倾斜。第31页,共92页,星期日,2025年,2月5日折流板按一定的间距和不同方位相继排列,使壳程流体呈旋转柱塞流动。这就消除了流动死区,减少了固体颗粒堆积和结垢的生成。因为没有横穿管间的流动,因此即使在较高的流速下也不易引起管子的振动。③较低的压力降允许流体提高流速,以使膜传热系数有较大的提高:因为壳程压力降仅为普通弓形折流板的1/4-1/5,故可以允许介质高速流过从而强化传热效果。在满足管程需求的同时,可以尽量提高壳程流动速度来提高膜传热系数。这样,螺旋折流板换热器需要精心设计,寻求适合的壳径与管长的比例,以达到提高总传热速率、减少换热面积的目的。第32页,共92页,星期日,2025年,2月5日④对于限制壳程压力降的设备,在利用原有壳径的基础上,螺旋折流板换热器可以发挥自身优势。第33页,共92页,星期日,2025年,2月5日8)螺纹锁紧环换热器螺纹锁紧环换热器,其结构主要由管箱、壳体、管束、管箱盖、固定环、螺纹锁紧环、压紧环、密封装置等零部件组成。一般设计压力8~20MPa,设计温度300~550℃,材料为2.25Cr-1Mo+347L或15CrMoR+321,是目前高压换热器设计难度高,制造难度大的换热设备,螺纹锁紧环换热器结构复杂,金属耗量大,机加工配合件较多。第34页,共92页,星期日,2025年,2月5日密封结构——螺纹锁紧环1-管箱壳体;2-固定螺栓;3-固定螺栓;4-管箱盖;5-垫片压板;6-固定环;7-螺纹锁紧环;8-压紧环;9-管程垫片;10-压环;11-内法兰;12-管程开口接管;13-密封装置;14-管板;15-传热管;16-壳体;17-壳程开口接管;18-壳程垫片;19-分程隔板;20-内部固定螺栓;21-内套筒第35页,共92页,星期日,2025年,2月5日密封结构——螺纹锁紧环第36页,共