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管壳式换热器的改进设计点击：1934 日期：[ 2014-04-26 21:53:49 ] |
| 管壳式换热器的改进设计 张本东 周勇 （济宁市机械设计研究院） 【摘要】本文通过介绍环行分程隔离管壳式换热器的结构和设计思路，对换热器设备进行更新，不仅节约成本，还使换热器换热效果得到明显提升。 【关键词】二程式换热器；环行分程隔离管壳式换热器；传热效率 中图分类号：TS223文献标识码：A文章编号：1673-7199(2009)05-0040-02 二程式换热器是油脂浸出、精炼过程中广泛使用的热交换设备，有固定管板式、U型管式等几种，分别适用于不同的工作状况。其管箱内的分程隔板是一平板，将管箱分成左右或上下两部分。当管程进出口介质温差较大时，管箱两部分的热应力差别也较大。为保证密封，设计上往往采取增加管板和管箱法兰厚度的措施，以增加其刚度。在这样的处理也不能保证密封的情况下，就采取第二种措施，即将管箱与管板焊接在一起。前者增加了设备质量和制造成本，后者则给设备的维护和检修带来许多困难。 环形分程隔离管壳式换热器，是将平板式的分程隔板改为圆筒形。使管程介质由管箱的分程隔板一侧进入、另一侧出去改为从管程的分程圆筒中部进入、从管程的分程圆筒外出去，反之亦可。 1·特点 （1）管箱和管板外圆环部分的温度是一致的，应力分布均匀，有利于密封设计。 （2）由于分程隔板变成一圆筒，管板的加工简化了。无需上铣床或刨床加工管板的分程槽，管箱密封面加工量减少，且不存在间断切削。 （3）高温密封垫片（金属包垫或金属缠绕垫片）均是圆环状，无中间有隔筋的垫片，易于制作。 （4）无需因温差、热应力在圆周上不均匀，依靠增加管板和管箱法兰厚度来增加其刚性，因而可降低制造成本。 （5）管箱与管板选用焊接连接，利于制造和检修。 对于多于二程的管壳式换热器，同样可以用环形分程隔离，只需增加管箱中的分程圆筒即可，这些分程圆筒的轴线与管箱的轴线重合。 换热器可以是等边三角形分布、正方形分布和辐射状分布。 对于不同的程，依据其工作状况—温度、压力、介质特性等，可以选用不同壁厚的换热管。 2·应用与结论 山东鲁抗装备公司的换热器是U型管换热气管束，管箱的分程隔板是平板型的。由于管箱进出口温差较大，使管箱两侧热膨胀不同，为保证密封，不得不采用加厚法兰和增加联接螺栓等措施，管箱法兰提高两个等级选用锻造法兰。管板等其他部分也相应有所加强。 更新设备时，换热器按“环形分程隔离管壳式换热器”的设计思想设计。将管箱圆筒形分程隔离，U型管的一端在管板的圆形分程槽内，另一端在圆形分程槽外。由于管箱法兰周围的温度均匀，热膨胀一致，设计时管箱法兰的选用等级比平板型的要低很多，仅材料一项就节约一千多元。使用效果较好，密封可靠。选用此种换热器，均取得令人满意的结果。 环形分程隔离管壳式换热器在理论和实际使用上表明，它具有明显的实用价值和经济效益。并对防止管束振动，增加传热效率，降低热损失也是有效的。其精确效果尚需进一步探讨。 |
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