基本介紹
- 中文名：管殼式熱交換器
- 外文名：Tube and shell heat exchanger
- 別稱：列管式換熱器
- 結構：簡單、造價低
- 特點：流通截面較寬、易於清洗水垢
- 套用環境：在高溫、高壓下使用
結構,分類,
結構
管殼式熱交換器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分係數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分係數大；正方形排列則管外清洗方便，適用於易結垢的流體。
結構圖
結構圖管殼式熱交換器的主要控制參數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數等。
流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器，簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設定隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合套用。
分類
管殼式熱交換器由於管內外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內將產生很大熱應力，導致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當管束與殼體溫度差超過50℃時，需採取適當補償措施，以消除或減少熱應力。根據所採用的補償措施，管殼式熱交換器可分為以下幾種主要類型：
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯成一體，結構簡單,但只適用於冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。
③U型管式換熱器每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，藉助於管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡單，但管程不易清洗。
④渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器採用最新的渦流熱膜傳熱技術，通過改變流體運動狀態來增加傳熱效果，當介質經過渦流管表面時，強力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。最高可達10000W/m2℃。同時這種結構實現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱係數降低。
各種分類換熱器性能對比：
對比項目 | 浮動盤管換熱器 | 螺紋管換熱器 | 渦流熱膜換熱器 |
適用介質種類 | 蒸汽、水 | 蒸汽、水 | 弱腐蝕性化工原料、蒸汽、水 |
介質的參數範圍 | 溫度：0-150度 壓力：0-1.0MPa | 溫度：0-150度 壓力：0-1.6MPa | 溫度：-40-400度 壓力：0-10.0MPa |
熱效率 | 熱效率=92% | 熱效率=93% | 熱效率=96% |
防垢性能 | 自動除垢 | 人工除垢 | 具有防垢功能 |
耐震、噪音 | 振動較大，噪音大 | 振動較小，噪音小 | 振動微弱，噪音小 |
使用壽命 | 7年左右 | 10年左右 | 20年左右 |
維修 | 停機維修，更換管束 | 停機維修，拔管再脹管 | 無需維修 |
