殼管式汽—水換熱器

殼管式汽-水換熱器主要包括以下幾個部分：帶有蒸汽出口連線短管的圓形外殼，由小直徑管子組成的管束，固定管束的管柵板，帶有被加熱水進出口連線短管的前水室及後水室。

基本介紹

• 中文名：殼管式汽-水換熱器 
• 外文名：Shell and tube type steam water heat exchanger 
• 組成部分：外殼、管束等
• 分類：三種
• 性質：科學

固定管板式汽一水換熱器

如圖1（1-外殼；2-管束；3-固定管柵板；4-前水室；5-後水室；6-膨脹節；7-浮頭；8-擋板；9-蒸汽入口；10-凝水出口；11-汽側排汽管；12-被加熱水出口；13-被加熱水入口；14-水側排汽管）(a)所示。殼管式汽-水換熱器主要包括以下幾個部分：帶有蒸汽出口連線短管的圓形外殼，由小直徑管子組成的管束，固定管束的管柵板，帶有被加熱水進出口連線短管的前水室及後水室。蒸汽在管束外表面流過，被加熱水在管束的小管內流過，通過管束的壁面進行熱交換。管束通常採用銅管、黃銅管，導熱性能好，耐腐蝕，但造價高。一般超過140℃的高溫熱水加熱器最好採用鋼管。

圖1殼管式汽一水換熱器

為了強化傳熱，通常在前水室、後水室中間加隔板，使水由單流程變成多流程，流程通常取偶數，這樣進出水口在同一側，便於管道布置。固定管板式汽一水換熱器結構簡單，造價低。但蒸汽和被加熱水之間溫差較大時，由於管殼、管子膨脹性不同，熱應力大，會引起管子彎曲或造成管束與管板、管板與管殼之間開裂，導致管束泄漏；此外，管間污垢較難清理，可能發生堵塞。這種型式的水換熱器只適用於溫差較小、壓力較低、結垢不嚴重的場合。為解決外殼和管束熱膨脹不一致的缺點，常需在殼體中部加波形膨脹節，以達到補償的目的，圖1(b)所示為帶膨脹節的殼管式汽一水換熱器。

此外，換熱器的換熱管採用波節管或螺紋管。波節管或螺紋管都是高效傳熱元件，由它製成的換熱器，在流體流速不高、流體阻力不大的情況下改變流體的流動狀態形成強烈的湍流，大大提高了管內外放熱係數；尤其在汽水換熱時，冷凝水沿槽溝流下從而降低了換熱管外側水膜的厚度，這同樣提高了管內外放熱係數。使得換熱器的總傳熱係數大大提高。經測試，汽一水換熱時總傳熱係數可達到：4500～6000W/(m·℃)。總傳熱係數高，單位體積傳熱面積大，因此占地面積大大減小。

由於採用波節管或螺紋管，改變了流體的流動狀態，使得流體對管壁有較強的沖刷作用；換熱管束產生低頻顫動，破壞了污垢沉積的條件，阻止水垢形成，具有自動除垢、防垢的功能。因此換熱管不易結垢，熱網加熱器能夠保持長期高效率運行。換熱管的波節或螺紋類似膨脹節，有熱應力的補償能力，可以在受熱膨脹時消除由於管殼和管子程受不同的溫度影響而產生的熱脹力，從而避免了加熱器的熱應力破壞，不易泄漏。

U形管式汽一水換熱器

圖1(c)所示為U形管式汽-水換熱器，其結構是將管子彎成U形，再將兩端固定在同一管板上。由於每根管子均可自由伸縮，解決了熱膨脹問題，且管束可以從殼體中整體抽出進行管間清洗。缺點是管內污垢無法機械清洗，管板上布置的管子數目少，使單位容量和單位質量的傳熱量少。多用於換熱溫差較大，管內流體不易結垢的場合。

浮頭式汽一水換熱器

圖1(d)所示為浮頭式汽-水換熱器。為解決熱應力問題，可將固體板的一端不與外殼相連，不相連的一頭稱為浮頭，浮頭通常封閉在殼體內，可以自由膨脹。浮頭式汽-水換熱器除補償好外，還可以將管束從殼體中整個拔出，便於清洗。