多股流換熱器首先出現在20世紀30 年代，英國馬爾斯頓·艾克歇爾公司生產了銅質釺焊的板翅式換熱器。工業上多股流換熱器的結構型式主要有板翅式、繞管式和管殼式。
多股流換熱器集多種流體於一身，能夠同時實現多種流體間的熱量交換，既可以實現兩股流換熱器網路的功能，同時又兼有兩股流換熱器網路所不具備的結構緊湊、換熱效能高、設備投入費用低等優點。
基本介紹
- 中文名：多股流換熱器
- 外文名：Multi flow heat exchanger
- 出現時間：20世紀30年代
- 分類：板翅式、繞管式和管殼式
- 優點：結構緊湊、傳熱效率高
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介紹
多股流換熱器首先出現在 20 世紀 30 年代，英國馬爾斯頓·艾克歇爾公司生產了銅質釺焊的板翅式換熱器。由於多股流換熱器涉及到多種工質，所以各流體的通道排列和分配就成了多股流換熱器設計者們要解決的問題了。由於流體的數目比較多以及各流體的性質、狀態各不相同，故多股流換熱器內部的流體流動和傳熱過程比單股流換熱器複雜得多。多股流換熱器流體通道排列與分配的好壞會直接影響到換熱器的整體性能。流體通道排列和分配合理既可以提高換熱器的整體換熱效率，又可以在一定程度上減少熱應力集中，達到局部的熱平衡。
分類
工業上多股流換熱器的結構型式主要有板翅式、繞管式和管殼式。
板翅式
板翅式換熱器具有結構緊湊、傳熱效率高、傳熱溫度小等優點，故在低溫換熱中得到廣泛套用。板翅式換熱器是目前世界上傳熱效率較高的換熱設備，其傳熱係數比一般的管殼式換熱器高 3~10倍，但其單位體積內傳熱面積卻是管殼式換熱器的十幾倍到二十幾倍。板翅式多股流換熱器與普通管殼式換熱器相比，其傳熱效率更高，結構更緊湊，但是結構和傳熱過程也更複雜；而且板翅式換熱器造價更高，工藝更複雜，特別是對於焊接的要求更高。
繞管式
繞管式換熱器，顧名思義，用小直徑鋁管以螺旋狀繞在芯管上，而且各層纏繞方向相反。繞管式換熱器具有結構緊湊、管內操作壓力高、換熱管的熱膨脹可自行補償等特點，適用於小溫差、高壓力、多股流等工況。繞管式換熱器是一種高效、優質的換熱設備，但是在 21 世紀以前由於該設備工藝計算複雜、製造難度大，工程技術一直被國外林德等公司壟斷，國產化進展較慢。
1997 年以來，以鎮海煉化檢安公司繞管式換熱器攻關項目為起點，國內對繞管式換熱器進行了大量的研究。雖然繞管式換熱器已經基本實現國產化，但是在天然氣工業中使用的繞管式換熱器大部分都是進口的；這是由於天然氣生產特殊要求，國內供貨商在大型繞管式換熱器的設計、製造以及試驗研究方面存在一定瓶頸，目前尚無法為大型的天然氣液化工廠提供產品。為了實現大型繞管式換熱器的國產化，國內研究人員做了大量關於繞管式換熱器的研究。
管殼式
管殼式換熱器作為一種技術成熟、製造成本低、設計標準程度化高的換熱設備，被廣泛套用於化工、石油、天然氣等各種工業領域。管殼式換熱器是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單，操作可靠，可用各種結構材料（主要是金屬材料）製造，能在高溫、高壓下使用，是目前套用最廣的類型。作為套用最廣泛的換熱設備，管殼式換熱器的傳熱機理、傳熱強化技術、傳熱數值模擬等方面的研究也是熱工程領域的研究熱點、重點。
優點
多股流高效換熱器因其具有結構緊湊、傳熱效率高等優點，在石油化工、能源動力、航空航天等許多領域得到廣泛的套用並受到高度重視。高效換熱器中的板式和板翅式換熱器都可以根據需要布置成不同通道排列的多股流換熱器，可以由一股或幾股冷（熱）流體同時冷卻（加熱）其它一股或幾股熱（冷）流體，從而起到多台兩股流換熱器或換熱網路的作用，因此，多股流換熱器要比兩股流換熱器網路具有體積小、重量輕、占地面積小等特點。
套用
工業中常見的是兩股流換熱器或者是由兩股流換熱器組成的換熱網路，在生產過程中，流體的種類或熱力參數（溫度、壓力、流量等）比較少時，這種換熱器形式還可以滿足生產的需要，並能發揮其作用。但是當生產過程中有更多不同種類或者不同熱力參數的工質存在時，若仍採用兩股流換熱器網路，就會造成設備數量增加、系統龐大複雜，從而使得初投資和生產運行費用都很高。在此情況下，就應考慮採用高效、緊湊的多股流換熱器來代替兩股流換熱器網路，從而降低生產成本、節約能源。
多股流換熱器集多種流體於一身，能夠同時實現多種流體間的熱量交換，既可以實現兩股流換熱器網路的功能，同時又兼有兩股流換熱器網路所不具備的結構緊湊、換熱效能高、設備投入費用低等優點，目前廣泛地套用於在低溫、石油化學、航空、車輛、動力機械、電子、原子能和宇宙航行等工業領域。因此，對多股流換熱器進行最佳化設計以提高其換熱性能，對於上述工業過程的節能、高效運行具有重要的現實意義。
