管壳式换热器的机械设计课件.ppt
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1、2023/3/28,第七章 管壳式换热器的机械设计,7.1 概述,7.2 管子的选用及其与管板的联接,7.3 管板结构,7.5 温差应力,7.6 管箱与壳程接管,7.4 折流板、支撑板、旁路挡板及拦 液板的作用与结构,7.7 管壳式换热器的机械设计举例,2023/3/28,7.1 概 述,换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。换热器质量好坏的衡量标准:1)先进性传热效率高,流体阻力小,材料省;2)合理性可制造加工,成本可接受;3)可靠性强度满足工艺条件。根据不同的目的,换热器可以分为:1、冷却器(cooler)1)用空气作介质空冷器(aircooler)2)用氨、盐水、氟里昂等冷却到020保
2、冷器(deepcooler),2023/3/28,7.1 概 述,2、冷凝器(condenser)1)分离器2)全凝器3、加热器(一般不发生相变)(heater)1)预热器(preheater)粘度大的液体,喷雾 状不好,预热使其粘度下降;2)过热器(superheater)加热至饱和温度以 上。4蒸发器(etaporater)发生相变5再沸器(reboiler)6废热锅炉(waste heat boiler),2023/3/28,7.1 概 述,7.1.1 管壳式换热器的结构及其主要零部件,2023/3/28,7.1 概 述,7.1.2 管壳式换热器的分类1、固定管板式换热器 优点:结构简单
3、、紧凑、布管多,管内便于清洗,更换、造价低,应用广泛。管坏时易堵漏。缺点:不易清洗壳程,一般管壳壁温差大于50,设置膨胀节。,2023/3/28,7.1 概 述,适用场合:适用于壳程介质清洁,不易结垢,管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。,2023/3/28,7.1 概 述,2、浮头式换热器 优点:管束可以抽出,便于清洗;缺点:换热器结构较复杂,金属耗量较大。适用场合:适用于介质易结垢的场合。,2023/3/28,7.1 概 述,3、填料函式换热器 优点:造价比浮头式低,检修、清洗容易,填料函处泄漏能及时发现;缺点:壳程内介质由外漏的可能,壳程中不宜处理易挥发、易燃、易爆、
4、有毒的介质。适用场合:适用于低压小直径场合。,2023/3/28,7.1 概 述,4、U型管式换热器 优点:结构简单,造价低,壳程可清洗,一个管板,管子可自由伸缩,无温差应力;缺点:管程不能清洗,管板上布管少,结构不紧凑,管子坏时不易修补。适用场合:适用于管、壳壁温差较大的场合,尤,其是管内介质清洁不易结垢的高温、高压、腐蚀性较强的场合。,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,7.2.1 管子的选用1、直径 小直径管子单位传热面积的金属消耗量小,传热系数稍高,但容易结垢,不易清洗,用于较清洁的流体;大直径管子用于粘性大或污浊的流体。2、规格 常采用无缝钢管规格(外径壁厚),长
5、度按规定选用(1500mm、2000mm、2500mm、3000mm、4500mm、5000mm、6000mm、7500mm、9000mm、12000mm)。其长度与公称直径之比,一般为425,常用的为610,立式换热器多为46。,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,3、结构型式 多用光管,因为结构简单,制造容易;为强化传热,也采用异型管、翅片管、螺纹管等。,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,4、材料 根据压力、温度、介质的腐蚀性能决定。主要有碳素钢、合金钢、铜、钛、塑料、石墨等。7.2.2管子与管板的连接1、胀接1)过程:最普通的是利用胀管器挤压伸入
6、管板孔中的管子端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时产生弹性变形,取去胀管器后,管板与管子产生一定的挤压力,贴在一起达到密封紧固连接的目的。2)适用范围:换热管为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力4Mpa,设计温度300,且无特殊要求的场合。外径d14mm,不适合胀接。,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,3)要求管板硬度大于管子硬度,否则将管端退火后再胀接。胀接时管板上的孔可以是光孔,也可开槽。,2023/3/28,7.2 管子的选用及其与管板的连接,2、焊接 优点:在高温高压条件下,焊接连接能保持连接的紧密性,
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