管殼式換熱器主要(yao)分為以下(xia)幾類:
1. 固(gu)定管(guan)板式換(huan)熱器(qi)
管殼(ke)(ke)式(shi)換熱(re)器主要(yao)是(shi)(shi)由殼(ke)(ke)體(ti)、管束、管板(ban)、管箱及(ji)折流(liu)(liu)板(ban)等(deng)組成,具體(ti)結(jie)構如圖7.4。“固(gu)定管板(ban)”是(shi)(shi)指管板(ban)和殼(ke)(ke)體(ti)之間也(ye)是(shi)(shi)剛性連(lian)接在一起(qi),相互(hu)之間無相對移動,固(gu)定管板(ban)式(shi)換熱(re)器適用于殼(ke)(ke)程流(liu)(liu)體(ti)清潔、不易(yi)結(jie)垢、管程常要(yao)清洗、冷熱(re)流(liu)(liu)體(ti)溫差(cha)不太大的場合。
結構:管(guan)(guan)子的(de)兩端分別(bie)固定(ding)在兩塊管(guan)(guan)板上,管(guan)(guan)板與殼體相焊。
優(you)點:結構(gou)簡單(dan)、布局緊(jin)湊(cou),能承(cheng)受較(jiao)高壓力,造(zao)價(jia)低,管(guan)(guan)程清洗(xi)方便,管(guan)(guan)子損(sun)壞時方便堵管(guan)(guan)或(huo)更換(huan)。排管(guan)(guan)數比(bi)U形管(guan)(guan)換(huan)熱(re)器(qi)多。
缺(que)點:管束(shu)(shu)與殼(ke)體(ti)的(de)壁溫或材料的(de)線脹系數相差較(jiao)大時,殼(ke)體(ti)和(he)管束(shu)(shu)中將產(chan)生較(jiao)大熱應力(li),為(wei)此應需要設(she)置柔性元件(如膨脹節)。不能抽芯,無法(fa)進行機械清洗,不能更換管束(shu)(shu),必須采(cai)用化學方法(fa)清洗,維(wei)修成本較(jiao)高,因此要求(qiu)殼(ke)程流體(ti)不易(yi)結垢。
適用范圍(wei):殼(ke)程側介質清潔不易結垢、管程與(yu)殼(ke)程兩(liang)側溫差(cha)不大或溫差(cha)較大但殼(ke)側壓(ya)力不高(gao)的(de)場合。

2. 浮頭式換熱器(見(jian)圖7.5)
結構:浮(fu)頭(tou)(tou)式(shi)換熱器兩端(duan)(duan)(duan)管(guan)(guan)板中只有一(yi)(yi)端(duan)(duan)(duan)與殼體固定,另(ling)一(yi)(yi)端(duan)(duan)(duan)可(ke)(ke)相對殼體自由(you)(you)移動,稱為浮(fu)頭(tou)(tou)。浮(fu)頭(tou)(tou)由(you)(you)浮(fu)頭(tou)(tou)管(guan)(guan)板、鉤圈和浮(fu)頭(tou)(tou)蓋(gai)組(zu)成,是可(ke)(ke)拆(chai)連接,管(guan)(guan)束可(ke)(ke)從殼體中抽出。管(guan)(guan)子受熱時,管(guan)(guan)束連同浮(fu)頭(tou)(tou)可(ke)(ke)以沿軸向自由(you)(you)伸(shen)縮(suo),完全消(xiao)除(chu)了(le)溫差應力。
優點:可(ke)抽式管束,當換熱管為正方形或轉(zhuan)角正方形排列時,管束可(ke)抽出進(jin)行機械清洗,適用于易結(jie)垢及堵(du)塞的工況。一端可(ke)自由浮動(dong),不需考(kao)慮溫差(cha)應(ying)力,可(ke)用于大溫差(cha)場合(he)。
缺點:結構復雜,造價(jia)高,設備笨(ben)重,材料(liao)消耗大。浮頭(tou)端結構復雜,影響排管數。浮頭(tou)密(mi)封面(mian)在操(cao)作時,易產生內漏。浮頭(tou)處若密(mi)封不嚴會造成兩種(zhong)流體混合(he)且(qie)不易察覺。
適用范圍:適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質易結垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業或乙烯行業中應用較多,由于內浮頭結構限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa ,Tmax≤400℃ 。
浮(fu)(fu)頭式再沸器與浮(fu)(fu)頭式換(huan)熱(re)器結構(gou)類(lei)似,見(jian)圖7.6。殼體(ti)內上部空(kong)間是供殼程流體(ti)蒸發用的(de),所以也可將(jiang)其稱為(wei)帶(dai)蒸發空(kong)間的(de)浮(fu)(fu)頭式換(huan)熱(re)器。

3. U形管(guan)式換熱器(qi)
U形管(guan)(guan)(guan)式換(huan)熱(re)器不(bu)同(tong)于(yu)固定(ding)管(guan)(guan)(guan)板式和浮頭式,只有一塊管(guan)(guan)(guan)板,管(guan)(guan)(guan)束由多根U形管(guan)(guan)(guan)組成,兩(liang)端都固定(ding)在(zai)同(tong)一塊管(guan)(guan)(guan)板上(shang);管(guan)(guan)(guan)板和殼體之間通過螺(luo)栓固定(ding)在(zai)一起,其結構如圖7.7所示。管(guan)(guan)(guan)的兩(liang)端固定(ding)在(zai)同(tong)一塊管(guan)(guan)(guan)板上(shang),換(huan)熱(re)管(guan)(guan)(guan)可(ke)以(yi)自由伸縮。
優點:以U形(xing)管尾部的(de)自由浮動解決了(le)溫差應力的(de)問題,管束可在殼體內(nei)自由伸縮,也可將管束抽出清洗,同時還節省(sheng)了(le)一塊管板,結構簡單,價格(ge)便宜(yi),承壓能力強。
缺(que)點:U形(xing)管(guan)管(guan)內清(qing)洗困難且管(guan)子更換(huan)不(bu)方便(bian)。由于受管(guan)彎曲半徑的限(xian)制,布(bu)(bu)管(guan)較(jiao)少。殼程流體易形(xing)成短(duan)路。壞一根(gen)U形(xing)管(guan)相(xiang)當于壞兩根(gen)管(guan),報(bao)廢(fei)率(lv)較(jiao)高。與其他(ta)管(guan)殼式換(huan)熱器(qi)相(xiang)比布(bu)(bu)管(guan)較(jiao)少,結(jie)構不(bu)夠緊湊。
適用(yong)(yong)(yong)范圍:U形管(guan)(guan)(guan)式(shi)換熱(re)器適用(yong)(yong)(yong)于(yu)冷熱(re)流(liu)體溫差較大、管(guan)(guan)(guan)內走清潔(jie)不結垢的高溫、高壓、腐蝕性較大流(liu)體的場合(he),適用(yong)(yong)(yong)于(yu)管(guan)(guan)(guan)殼(ke)壁(bi)溫差較大或殼(ke)程介質結垢需要清洗,又不宜采用(yong)(yong)(yong)浮頭(tou)式(shi)和(he)固定管(guan)(guan)(guan)板(ban)的場合(he)。

4. 填(tian)料函式換(huan)熱器
填料函式換熱(re)器(qi)與(yu)浮(fu)頭式相似,只是浮(fu)動(dong)管板一端與(yu)殼體(ti)之間采用(yong)填料函密封,如圖7.8所示。浮(fu)頭部分(fen)在殼體(ti)外,在浮(fu)頭與(yu)殼體(ti)的滑動(dong)接觸(chu)面處采用(yong)填料函密封結構。
優(you)點:由(you)于采(cai)用填料(liao)函(han)密封結(jie)構(gou),使得管束(shu)在殼體內(nei)可以自(zi)由(you)伸縮,避(bi)免了熱應力。加(jia)工制造(zao)(zao)(zao)方便,節省材(cai)料(liao),由(you)于可抽芯,維修方便。由(you)于減少了殼體大蓋,它的結(jie)構(gou)較浮頭式換熱器(qi)簡單,造(zao)(zao)(zao)價(jia)也(ye)較低(di),具有浮頭式的優(you)點且結(jie)構(gou)簡單、制造(zao)(zao)(zao)方便、易于檢(jian)修清洗,特別是對腐蝕嚴重、溫差較大而(er)經(jing)常(chang)要更(geng)換管束(shu)的冷卻器(qi),采(cai)用填料(liao)函(han)式比浮頭式和(he)固定管板式更(geng)為(wei)優(you)越。
缺(que)點:填(tian)(tian)料處易產生泄(xie)漏;工作壓(ya)力和(he)溫度受(shou)一定限制,直徑(jing)也不宜過(guo)大。由于填(tian)(tian)料密封性所限,不適用(yong)(yong)于殼程流體易揮發、易燃、易爆及(ji)有毒的情況。目前所使用(yong)(yong)的填(tian)(tian)料函式換(huan)熱器(qi)直徑(jing)大多(duo)在(zai)700mm以(yi)下(xia),大直徑(jing)的用(yong)(yong)得很少,尤其在(zai)操作壓(ya)力及(ji)溫度較高的條件下(xia)采用(yong)(yong)更少。
適(shi)用(yong)(yong)范圍:一般適(shi)用(yong)(yong)于2.5MPa以(yi)下的工作條件且(qie)不能用(yong)(yong)于易揮發(fa)、易燃易爆(bao)、有毒及貴重介質的工況。使(shi)用(yong)(yong)溫度受限于填料的物性。目前(qian)使(shi)用(yong)(yong)較少。

5. 雙重管式換熱(re)器
雙重管(guan)(guan)式換熱(re)(re)(re)器將一組管(guan)(guan)子插入另一組相應的(de)管(guan)(guan)子中而構成的(de)換熱(re)(re)(re)器,見圖7.9。管(guan)(guan)程流(liu)體(ti)(B流(liu)體(ti))從管(guan)(guan)箱(xiang)進口(kou)管(guan)(guan)流(liu)入,通過內插管(guan)(guan)到達(da)外套(tao)管(guan)(guan)的(de)底部,然后(hou)反(fan)向,通過內插管(guan)(guan)和外套(tao)管(guan)(guan)之(zhi)間(jian)的(de)環形空(kong)間(jian),最后(hou)從管(guan)(guan)箱(xiang)出口(kou)管(guan)(guan)流(liu)出。其特點是內插管(guan)(guan)與外套(tao)管(guan)(guan)之(zhi)間(jian)沒有約束,可自由伸縮。因此(ci),它適用(yong)于溫差很大(da)的(de)兩流(liu)體(ti)換熱(re)(re)(re)。但管(guan)(guan)程流(liu)體(ti)的(de)阻(zu)力較(jiao)(jiao)大(da),設備造價較(jiao)(jiao)高。
6. 雙管板換熱(re)器
雙(shuang)管(guan)(guan)板(ban)換(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的管(guan)(guan)子兩端分(fen)別(bie)連接(jie)在(zai)兩塊管(guan)(guan)板(ban)上,見圖(tu)7.10。雙(shuang)管(guan)(guan)板(ban)換(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)兩塊管(guan)(guan)板(ban)之間留有一定的空間,并裝設(she)開孔接(jie)管(guan)(guan)。當(dang)管(guan)(guan)子與一側管(guan)(guan)板(ban)的連接(jie)處發生泄漏(lou)時,漏(lou)入的流(liu)體在(zai)此空間內收集起來,通過接(jie)管(guan)(guan)引出,因(yin)此可保證殼程(cheng)流(liu)體和(he)管(guan)(guan)程(cheng)流(liu)體不致相互(hu)竄漏(lou)和(he)污染。雙(shuang)管(guan)(guan)板(ban)換(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)主(zhu)要用于嚴(yan)格要求參(can)與換(huan)熱(re)(re)的兩流(liu)體不互(hu)相竄漏(lou)的場合,但(dan)造價(jia)比固定管(guan)(guan)板(ban)式換(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)高。


