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管殼式換熱器的形式和總體結構

一、換熱器的分類換熱器是用于將高溫流體的熱量向低溫流體傳輸的傳熱設備的總稱，它廣泛用于石油、[wiki]化工[/wiki]、電力、食品等工業部門，并且占有相當重要的地位。換熱器的種類劃分方法很多，方法也各不相同。

(1)按其用途：可將換熱器分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器、再沸器等；

(2)按其傳熱方式和作用原理：可分為混合式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器等。其中間壁式換熱器為工業應用最為廣泛的一種換熱器。它按傳熱面形狀可分為管式換熱器、板面式換熱器、擴展表面換熱器等。這其中又以管殼式換熱器應用最為廣泛，它通過換熱管的管壁進行傳熱。具有結構簡單牢固、制造簡便、使用材料范圍廣、可靠程度高等優點，是目前應用最為廣泛的一種換熱器。(在著重介紹管殼式換熱器后，簡要介紹其他類型換熱器：混合式；蓄熱式；板式；管翅式；套管式；螺旋管式等)

二、管殼式換熱器的總體結構

1、管殼式換熱器的主要元件：殼體、前后管箱、管板、管束、折流板或支持板、接 管、法蘭、(包括管法蘭與容器法蘭)支座及附件等組成。

2、管殼式換熱器的總體結構 一般由前端管箱、殼體和后端結構三部分組成。

(1)前端管箱——是指有管程入口的那一則的管箱。

(2)后端結構——是指與前端管箱相應的另一則的管箱結構。

(3)殼體——是指處于前端管箱和后端結構之間、由鋼管或金屬板焊接而構成的筒體。換熱管置于由殼體圍成的空間中，兩端與管板相連，管板與殼體及管箱相連，把換熱器分為兩大部分空間，即殼程和管程。

3、管程與殼程 分程的目的：提高流速以提高傳熱系數，但程數不宜太多。管程——換熱器中的換熱管內及與換熱管相通的空間，稱為管程。殼程——換熱器中的換熱管外及與其相通的空間，稱為殼程。

4、管程數與殼程數管程數——指介質在換熱管內沿換熱管長度方向往返的次數。一般為偶數，主要有1、2、4、6、8、10、12等。殼程數——指介質在殼程內沿殼體軸向往返的次數。一般為單殼程，最多雙殼程。(說明多折流板不表示多殼程，強調軸向往返次數)幾點說明：

1、不是所有管殼式換熱器都有后端管箱，如U形管式換熱器則沒有后端 管箱。

2、多管程換熱器在后管箱上無物料進出口。

3、管殼式換熱器支座——臥式時為鞍式支座，而立式時為耳座(也可為其他類型，但一般不用)。

4、管箱詳細結構第四章介紹。

三、管殼式換熱器的形式 管殼式換熱器根據其結構的不同，可以分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式換熱器、釜式重沸器等。

1、固定管板式換熱器組成：管箱、管板、換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管等。結構特點：管板與殼體之間采用焊接連接。兩端管板均固定，可以是單管程或多管箱， 管束不可拆，管板可延長兼作法蘭。優點：結構簡單，制造方便，在相同管束情況下其殼體內徑最小，管程分程較方便。缺點：殼程無法進行機械清洗，殼程檢查困難，殼體與管子之間無溫差補償元件時會產生較大的溫差應力，即溫差較大時需采用膨脹節或波紋管等補償元件以減小溫差應力。

2、浮頭式換熱器組成：管箱、管板、換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管、鉤圈、浮頭蓋等。結構特點：一端管板與殼體固定，另一端管板(浮動管板)與殼體之間沒有約束，可在殼體內自由浮動。只能為多管程，布管區域小于固定管板式換熱器，管板不能兼作法蘭，一般有管束滑道。優點：不會產生溫差應力，浮頭可拆分，管束易于抽出或插入，便于檢修和清洗。缺點：結構較復雜，操作時浮頭蓋的密封情況檢查困難。

3、U形管式換熱器組成：管箱、管板、U形換熱管、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管等。結構特點：只有一個管板和一個管箱，殼體與換熱管之間不相連，管束能從殼體中抽出或插入。只能為多管程，管板不能兼作法蘭，一般有管束滑道。總重輕于固定管板式換熱器。優點：結構簡單，造價較低，不會產生溫差應力，外層管清洗方便。缺點：管內清洗因管子成U形而較困難，管束內圍換熱管的更換較困難，管束的固有頻率較低易激起振動。

4、填料函式換熱器組成：管箱、管板、管束、殼體、折流板或支撐板、拉桿、定距管、填料函等。結構特點：一側管箱可以滑動，殼體與滑動管箱之間采用填料密封。管束可抽出，管板不兼作法蘭。優點：填料函結構較浮頭簡單，檢修清洗方便；無溫差應力，(具備浮頭式換熱器的優點，消除了固定管板式換熱器的缺點)。缺點：密封性能較差，不適用于易揮發、易燃、易爆和有毒介質。(簡單介紹滑動管板式換熱器，它是填料函式換熱器的變形。它把填料函式換熱器中的滑動管箱改進為滑動管板，而管箱部分固定。另外簡單介紹雙管板結構。)

5、釜式重沸器 它是固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器殼體的變形，主要是將殼程空間加倍增大，結構上留有一定的蒸發空間。類似于現在的容積式換熱器。(容積式換熱器殼程介質一般為水，用于供暖。)

四、管殼式換熱器的型號表示方法

1、管殼式換熱器型號的組成： X——前端管箱形式代號(如表1-1所示) Y——殼體形式代號(如表1-1所示) Z——后端結構形式代號(如表1-1所示) DN——換熱器的公稱直徑(mm)，對卷制圓筒為其內直徑，對鋼制圓筒為鋼管的外徑，對釜式重沸器，用分數表示，分子為管箱內徑、分母為殼體內徑。 Ps、Pt——分別表示管程、殼程設計壓力(MPa)，當管程殼程壓力相等時只寫Pt。 A——公稱換熱面積(m2)，是經圓整后的計算換熱面積，即以換熱管外徑為基準，扣除伸入管板內的換熱管長度后，計算得到的管束外表面積。對于U形管，一般不包括彎管段的面積。 LN——換熱器的公稱長度(m)，當換熱管為直管時，取直管長度為其公稱長度；為U形管時，取U形管直管段長度為換熱器的公稱長度。 d——換熱管的外直徑(mm)。(強調d不是換熱管公稱直徑) B——當換熱管為Al、Cu、Ti管時分別記為Al、Cu、Ti；當換熱管為鋼制管時，不標記。 NT、NS——分別為管程數和殼程數，單殼程時公標記NT即可。 C——對于鋼制換熱管，I級管束時為I，II級管束時為II。I級管束是指采用較高級的高級冷撥管的管束；II級管束是指采用普通冷撥管的管束。

管殼式換熱器的選型

一、選型時要考慮的因素換熱器的選型，就是根據換熱器的結構特點、使用條件、投資與運行費用等綜合因素來選擇一種相對合理的換熱器形式。在選型前，必須熟悉各種換熱器的結構特點、工作特性，根據具體條件做出方案，比較各方案做出最優的選擇。

1．選型時要考慮的因素有：材料、介質、壓力、溫度、溫差、壓降、結垢情況、檢修清理方法等各種因素。

2．安全因素——是換熱器選型時最主要因素。包括強度、剛度足夠，結構可靠，滿足密封要求，材料與介質相容。(例溫差應力的考慮、密封性的考慮等)

3．能完成工藝要求——有足夠的傳熱面積、介質有良好的有利于傳熱的流動狀態，經濟上較合理。(例能否用U形管，管、殼程的清洗，是否分程，介質的黏度對流動的影響，是否須可拆結構等) 4．利于制造、安裝和維修——制造較簡單、運行性能良好、運行費用低等。二、選型的一般原則溫差不大、殼程介質結垢不嚴重、殼程能采用化學清洗時，選用固定管板式換熱器。溫差較大時，可選用浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式換熱器和滑動管板式換熱器。要對殼程進行機械清洗時，可選用管束可可抽出的結構。高溫高壓時，可選用U形管式換熱器。殼程介質為易燃、易爆、有毒或易揮發，以及使用壓力、溫度較高時，不宜采用填料函式換熱器。管程介質和殼程介質不允許相混時，可采用雙管板結構的換熱器。

管殼式換熱器的設計內容

管殼式換熱器的設計包括下面五個方面的內容，這五方面相互交叉，不斷調整。

一、結構設計：根據設計任務選擇換熱器的形式，初定出結構尺寸。(如管子外徑、長度、筒體外徑等)

二、熱力計算：計算所需的傳熱面積， 調整尺寸使結構設計的傳熱面積大致等于計算的傳熱面積。

三、流體阻力計算：計算阻力降，保證阻力降在允許范圍內。(壓力將一般根據整個工藝流程確定)

四、強度、剛度和穩定性設計：殼體直徑的確定和殼體壁厚的計算。換熱器封頭的選擇及厚度計算。管板強度計算及尺寸的確定。(含溫差應力計算)管子拉脫力的計算。支座的計算。(包括臥式與立式支座計算)開孔補強計算等。

五、繪圖：根據計算結果具體確定各種零部件的結構及一些標準件的選取，(如容器法蘭、折流板與支持板、拉桿與定距管等)然后繪制結構設計圖和施工圖。

以下是鋼制管殼式換熱器的最新標準：

https://bbs.hcbbs.com/thread-158604-1-1.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的管程由哪三部分组成_换热器是几壳程？几管程的？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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