U形管式換熱器是指管束由彎管半徑不等的U形管組成且管子兩端都固定在同一管板上的管殼式換熱器。由於每根U形管可自由伸縮，管束與殼體之間不會產生溫差應力。殼程內設定折流板、縱向隔板等。折流板由拉桿固定。縱向隔板是一矩形平板，安裝在平行於傳熱管方向以增加殼程介質流速。其結構比固定管板式換熱器複雜，比浮頭式換熱器簡單。
基本介紹
- 中文名：U形管式換熱器
- 特點：結構簡單
- 套用於：汽車、航空、石油化工
- 結構：兩塊管板
- 運行：可靠
- 造價：低
特點,套用,結構,設計,
特點
結構簡單，只有一個管板，密封面少，運行可靠，造價低；管束可抽出，管間（殼程）清洗方便。質量輕，適用於高溫和高壓的場合。管程清洗困難，管程流體必須是潔淨和不易結垢的物料，由於管子需要一定的彎曲半徑，故管板利用率低；管束最內層間距大，殼程易短路；內層管子不能更換，因而抱人率高。U形管式換熱器適用於管、殼壁溫差較大或殼程介質易結垢，而管程介質清潔不易結垢以及高溫、高壓、腐蝕性強的場合。一般高溫、高壓、腐蝕性強的介質走管內，可是高壓空間減小，密封易解決，並可節約材料和減少熱損失。
套用
換熱器是廣泛套用於汽車、航空、石油化工、動力、醫藥、冶金、製冷、輕工、食品、工程機械等行業的一種通用設備，約占工藝設備總量的20%～70%。按其傳熱面的形狀和結構進行分類可分為管型、板型和其他形式換熱器。目前常用的換熱器種類有浮頭式、固定管板式和U形管式，其中以浮頭式換熱器居多。固定管板式換熱器由於自身結構，套用的場合有限；浮頭式換熱器零部件多，易拆卸和清理，但檢修的工作量大，容易內漏；而U型管式換熱器的管板比固定管板式換熱器少，其泄漏點就相應減少。此外,U型管式換熱器的殼程水壓試驗後烘乾也比較容易，而且它的適用場合廣、檢修簡單、操作彈性好。如果換熱器的換熱面積小、殼程與管程的溫差較大或殼程介質很容易髒、管束表面需要經常清理地，一般都採用U型管式換熱器。
結構
U型管式換熱器，單台換熱器共有兩塊管板，如下圖1所示(件號45為中間擋板，件號46為U形換熱管，件號47為內導流筒)。
這種換熱器有一半管束管內外介質的流動方向為並流，另一半管束管內外介質的流動方向為逆流。U型管式換熱器的雙管板之間一般採用聚液殼彼此連線。聚液殼可以用來調整管板間距且保證兩管板相互平行。同時，聚液殼用來封閉相鄰兩管板之間泄漏出的氣(液)體，防止有毒氣(液)體的外溢。聚液殼最高和最低處需分別設定放空口和放淨口，用於及時導出滲漏氣(液)體。如果殼程與管程之間溫差很大，為了降低殼程與管程管板與換熱管連線處的應力，應儘量降低短節的壁厚，必要時可增加一個膨脹節。
設計
U形管換熱器與其他類型換熱器的最大區別是管束結構，在設計換熱管布局時應考慮換熱管的最小彎曲半徑尺i與分程隔板槽兩側相鄰管中心距s的關係。管徑越大，最小彎曲半徑就越大，大部分換熱管的最小彎曲半徑大於分程隔板槽兩側相鄰管中心距；且U形管彎曲段的彎曲半徑R（見圖2）應不小於兩倍的換熱管外徑，常用換熱管的最小彎曲半徑R可查手冊選取。
因此，為了保證適合分程隔板槽兩側相鄰管的中心距，最內層換熱管在排列時需要進行斜向交叉排列。如果最內層U形管之間的間距過大時，可設定假管或者擋板。
