化工机械设备基础管壳式换热器.ppt

第十二章 管壳式换热器 在化工厂的建设中，换热器约占总投资的 11 ％。 在现代石油炼厂中 , 换热器约占全部工艺设备投资的 40 ％ 左右，它的先进性、合理性和运转可靠性格直接影响产品 的质量、数量和成本。 换热器 热交换器 加热器 冷却器 蒸发器 冷凝器 第一节 概 述 衡量 一台换热器好坏的标准 : 传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材 料；成本低；制造、安装、检修方便。 板式换热器 —— 传热效率高、金属消 耗量低，但流体阻力大、强度和刚度 差，制造、维修困难。 列管式换热器 —— 虽在传热效率、紧 凑性、金属消耗量等方面均不如板式 换热器，但其结构坚固、可靠程度高、 适应性强、材料范围广，因而目前仍 是石油、化工生产中，尤其是高温、 高压和大型换热器的主要结构型式。 板式换热器 汽 - 水热交换器 列管换热器 RV 容积式换热器 搪玻璃换热器 一、 管壳式换热器的结构及主要零部件 二、管壳式换热器的分类 1 、固定管板式换热器 膨胀节 适用于壳程介质 清洁，不易结垢， 管程需清洗，温差 不大或温差大但是 壳程压力不高的场 合。 2 ．浮头式换热器 管束可以抽出，便于清洗。 但这类换热器结构较复杂，金属耗量较大。浮头处如发生 泄漏时不便检查。管束与壳体间隙较大，影响传热。 适用于管、壳温差较大，以及介质易结垢的场合。 3 、填函式换热器 管束一端可以自由膨胀，造价也比浮头式低，检修、 清洗容易，填函处泄漏能及时发现。 但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不宜处理易挥 发，易燃、易爆、有毒的介质。 4 ． U 形管式换热器 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。 ①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算； ②换热器封头选择，压力容器法兰选择： ②管板尺寸确定； ④管子拉脱力的计算； ⑤折流板的选择与计算； ＠温差应力计算。 此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。 三、管壳式换热器机械设计内容 第二节 管子的选用及其与管板的连接 一、管子的选用 无缝钢管 —— 光管 二、管子与管板的连结 1 ．胀接 —— 利用 胀管器 挤压伸入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，当取去胀管 器后，管板孔弹性收缩，管板与管子间就产生一定的挤 紧压力，紧密地贴在一起，达到密封紧固连接的目的。 波纹管 2 ．焊接 3 ．胀焊结合 —— 目前较广泛采用的方法 消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命 全焊接板壳式换热器 第三节 管板结构 1 、换热管排列形式 二、管间距 最外层换热管中心至壳体内表面的距离不应小于换热管外径 的一半 )+l0mm 。 三、管板受力及其设计方法简介 管束对管板的支承作用 —— 管板与许多换热管刚性地固定 在一起，因此，管束起着支承的作用，阻碍管板的变形。在 进行受力分析时，常把管板看成是放在弹性基础上的平板， 列管就起着弹性基础的作用。 我国《钢制管壳式换热器设计规定》 四、管程的分程及管板与隔板的连接 —— 七种 五、管板与壳体的连接结构 可拆式和不可拆式 1 、当管板兼作法兰时 —— 2 、管板不兼作法兰时 —— 2 、浮头式、 U 形管式及填函式换热器固定端管板与壳体的连 接 可拆式 第四节 折流板、支承扳、旁路挡板及拦液板 的作用与结构 一、折流板及支承板 横向 纵向 弓形 圆盘 - 圆环形 带扇形切口 二、旁路挡板 三、拦液板 在立式冷凝器中，为减薄管壁上的液膜而提高传热膜系数 第五节 温差应力 一、管壁与壳壁温度差引起的温差应力 二、管子拉脱力的计算 在操作压力作用下： 在温差应力作用下：