固定板式換熱器
臥式管殼式換熱器是固定管板式換熱器中應(yīng)用zui廣泛的一種。其典型結(jié)構(gòu)如圖3一19所示,板式換熱器在一個鋼制圓筒形外殼的兩端焊有兩塊固定的管板,在兩塊管板上鉆有許多位!相對應(yīng)的小孔,在每對相對應(yīng)的管孔中裝人一根傳熱管,這樣便形成了固定管板式換熱器的一組直管管束。傳熱管與管板的連接可以采用脹接、焊接及鋪錫焊。
參加換熱的兩種流體分別在管內(nèi)(也稱管側(cè))及管間(也稱殼側(cè))流動。圖3-.d9所示的固定管板式換熱器是用冷卻水來冷卻經(jīng)過壓縮的石油氣、天然氣或制冷劑燕汽。·冷卻水在管側(cè)流動,為了提高冷卻水的流速,一般使用多流程,例如兩流程、四流程、六流程等,管側(cè)流程的劃分是借助于端蓋中的隔板來實現(xiàn)的。原料氣在殼側(cè)流動,因為在冷卻過程中較重分子的烴類要凝結(jié)成液體,所以外殼設(shè)有排放凝析劑的管接頭。為了提高原料氣的速度并改善換熱器的傳熱效果,在殼側(cè)裝有若千個國缺形折流板(或稱弓形折流板)。這種折流板有上下之分,且須相間裝配。折流板的數(shù)量隨所選定的流速大小而變,且常取奇數(shù),以便換熱體進(jìn)出口管接頭可以布it在傳熱器的同一側(cè)。如果殼側(cè)是具有相變的蒸汽冷凝過程或液體蒸發(fā)過程,則不需加折流板。管子比較長時,可裝一個或幾個支承板,以免管子下垂。
表面式換熱器
在表面式換熱器中,參與換熱的冷、熱流體之間有一固體壁面,兩種流體恒在固體壁面的兩側(cè)流動,熱量通過壁面進(jìn)行傳遞,所以也被稱為間壁式換熱器。表面式換熱器是目前應(yīng)用zui廣的一類換熱器,根據(jù)具體結(jié)構(gòu)的不同,它又可分為管殼式、板式、翅片管式、板翅式、螺旋板式和熱管換熱器等多種形式。
管殼式換熱器
管殼式結(jié)構(gòu)的共同特點是有一圓形外殼,內(nèi)裝平行管束,管內(nèi)通道部分稱為管程,管外面與殼體內(nèi)表面之間的通道部分稱為殼程或管間。冷、熱流休分別流過管程和殼程,通過傳熱壁面而實現(xiàn)換熱。管殼式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、選材范圍廣、清洗方便、適應(yīng)性強。雖然在結(jié)構(gòu)的緊湊性、傳熱效率和單位傳熱面積的金屬耗量等方面不及某些板式換熱器和新型換熱器,但由于上述優(yōu)點,加之處理能力(容量)大、適應(yīng)高溫、高壓能力強,因而始終是應(yīng)用zui廣的一種換熱器。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)形式較多,大體上有固定管板式、浮頭式和U形管式三類,套管式也可歸人U形管式。下面對這三種形式的管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)、工作特點和應(yīng)用條件作一介紹。
固定管板式換熱器除殼程清掃困難和適應(yīng)膨脹能力差外,集中了管殼式換熱器的一系列優(yōu)點。因此,除殼程流體有腐蝕性、易結(jié)垢、需要經(jīng)常拆換管束或機械消掃管束外表面的情況外,應(yīng)盡量采用此型式。對子管子和殼體溫差超過30~50℃的情況需考慮在殼體上加裝膨脹節(jié)。制冷工業(yè)中的臥式殼管式冷凝器、干式蒸發(fā)器、滿液式燕發(fā)器,電廠熱力系統(tǒng)中的凝汽器、除氧器和高、低壓加熱器等多采用此種結(jié)構(gòu)。
2.浮頭式換熱器
針對固定管板式熱膨脹能力差的缺陷,浮頭式作了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn),兩端管板只有一端與外殼固定死;.另一端可相對殼體滑移,稱為浮頭。浮頭封閉在殼體內(nèi)的稱為內(nèi)俘頭式,如圖3一20所示。浮頭露在殼體以外的稱為外浮頭式,為防止泄漏,外浮頭與外殼的滑動接觸面處常采用圳料密封結(jié)構(gòu),故又有填函式或填塞式換熱器的名稱。