管道设计-换热器配管设计研讨.doc

1、适用范围 1.1 本设计手册适用于管壳式及套管式热交换器的管道布置。 1.2 有关空冷式换热器（空冷器）的管道布置不在本手册之列。 1.3 有关一般的事项要参照PDS320-1-11《管道布置设计总则》 2 换热器种类 2.1 按结构分类 2.1.1 管壳式换热器 （1） 浮头式换热器 如图2.1（a），传热管也称管束和挡板装配在两侧的管板上，但管束一端的管板（固定管板）用壳体一端的法兰固定，另一端的管板在壳体内不固定，所以壳体和传热管可根据流体温度自由膨胀。另外，这种换热器可将管束从壳体内抽出清扫及检修。该型式的特点如下： 1） 传热管的内外都能清扫，适用容易产生污垢的流体，所以使用范围广泛。 2） 因为传热管和壳体都能自由膨胀，所以在温差大的情况下也能使用。 3） 从1）、2）可知，这种结构的换热器可适用于各种设计操作条件，通用性最大。但其缺点是由于结构很复杂，制造成本高。 （2） U形管式换热器 如图2.1（b），使用的传热管为U形管，传热管与壳体分开，可分别随流体的温度自由膨胀。另外，能将管束全部抽出清扫及检修，与浮头式换热器结构相同，但浮头式换热器因为是直管、管内也容易清扫，而U形管式换热器的管束为U形管，管内清扫困难。U形管热器的特点如下： 1） 自由膨胀 2） 因为能够抽出管束，所以也能方便地清扫管外壁。 3） 适用于高压流体，高压流体在管内流动，则使承压部分少，减轻重量。 4） 结构简单，由于管板和壳体法兰少，所以制造较简单。 （3） 固定管板式换热器 如图2.1（C），是将管板焊接在壳体两端。壳程流体与管程流体的温度差使传热管和壳体产生较大的，热应力，固此，管程与壳程流体温差较大时需要在壳体上安装伸缩节吸收热膨胀。该形式的换热器壳侧的清扫，检修及维修困难，所以要求流体腐蚀性少，产生污垢少。固定管板式的特点如下： 1） 最适用于壳体及传热管温差小，污垢少、热膨胀差小介质和场所。 2） 作为立式的管式换热器，其用途广泛。 （4） 釜式换热器 如图2.1 （d），壳体内上部设有适于蒸汽的空间，同时也作为蒸汽空间，该空间的大小根据蒸汽性质决定，估算时一般壳体大直径为壳体小直径的1.5～2倍。液面高度一般比最上部管至少高50mm。其特点如下： 1） 作为余热锅炉其结构是很简单的。 2） 为取得廉价蒸汽而被广泛使用。 3） 管束可做成浮头式或U形管式，所以也能适用于较赃流体、高压流体。 (1) 壳体 (2)壳体盖 (3) 管箱侧的壳体法兰 (4) 壳体侧的壳体法兰 (5) 壳体管嘴 (6)浮动管板 (7) 浮头头盖 (8) 浮头法兰 (9) 浮头垫片 (10) 固定管板 (11)管箱 (12)管箱头盖 (13)管箱管嘴 (14)垃杆及定距管 (15) 挡板及支持板 (16) 缓冲板 (17)折流板 (18) 排气口 (19)排液口 (20) 仪表接口 (21) 支座 (22 )钩圈 (23) 传热管 (24) 挡板 (25) 液面计接口 (26) 壳体管嘴 (27)管箱接口法兰 (28)U形管 (29) 密封垫板 图2.1 各种多管园筒式换热器（管壳式换热器） 图2.2 管壳式换热器的名称构造一览表 2.1.2 套管式换热器（套管或夹套式） 由于可采用高低温流体逆流换热，所以热效率高，构造简单。另外具有仅用增减内管、套管的根数，则可任意改变传热面积的优点。因为传热面积大，所以与管壳式换热器相比价格较高。 （1） 固定式 内外管端因是焊接，所以外管侧的清扫困难，不能吸收由于内外管侧温差所造成的热应力。但具有构造简单，价格便宜，制造方便等优点。（图2.3） （2） 马蹄型套管式（发夹型，U型） 内管能抽出，这样内外管均可清扫，另外，可根据内外管温差使内外管自由膨胀。内管使用翅片管（图2.4） ① 传热管 ② 传热管法兰 ③ 支持片 ④180°弯头 ⑤180°弯头法兰 ⑥套管 ⑦ 套管管嘴 ⑧ 套管管嘴法兰 ⑨ 支架 ⑩U形螺栓 图2.3 套管固定式换热器 (1) 传热管（内管，传热管）(2) 纵向翅片 (3) 管接头螺栓（联接螺纹）(4) 近接头螺母（联接外螺纹） (5) 管接头螺母（联接螺母）(6) 传热管法兰（内管法兰）(7) 套管 (8) 套管管嘴 (9) 套管管嘴法兰 (10) 套管法兰 (11) 套管盖(12) 密封垫板 (13) 双头螺栓(14) 填料箱 (15) 填料(16) 压