9.12换热器的分类与列管式换热器.ppt

4、按传热方式不同换热器可分为： 第二节 列管式换热器 小结 1、换热器的分类，按传热方式不同分为 1）混合式换热器 2）蓄热式换热器 3）间壁式换热器 2、列管式换热器的类型 作业布置 1、换热器按工艺用途分为哪几类？ 2、什么是管程？什么是壳程？ 3、列管式换热器根据结构特点的不同分为哪几种类型？ 谢谢！！ * * 第九章 换热器 第一节 换热器的分类 第一节 换热器的分类 前述 一、定义：换热器是进行热量传递的设备。 1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。 2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10％～ 20％ 。 3、按工艺用途不同可分为：加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器、再沸器、废热锅炉等。 3、按工艺用途不同换热器可分为： 冷却器 冷凝器 蒸发器（发生相变） 加热器（一般不发生相变） 再沸器 废热锅炉 按传热方式或工作原理分类 （1）混合式换热器（直接接触式换热器） 传热效果好，但不能用于发生反应或有影响的流体之间 直接接触式换热器　 热流体 冷流体 热流体 冷流体 （2）蓄热式换热器 温度较高的场合，但有交叉污染，温度波动大 蓄热式换热器　 冷流体 冷流体 热流体 热流体 换热分两个阶段进行。第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。 （3）间壁式 重点 ——又称表面式换热器 利用间壁（固体壁面）进行热交换。 冷热两种流体隔开，互不接触，热量 由热流体通过间壁传递给冷流体。 应用最为广泛，形式多种多样， 如管壳式换热器、板式换热器等 列管式换热器 下面我们来看一看列管式换热器的基本结构 列管式换热器的组成： 固定管板式换热器 浮头式换热器 U形管式换热器 填料函式换热器 一、列管式换热器的类型 根据结构特点的不同可分为： （一）固定管板式换热器 固定管板式换热器 固定管板式换热器的管子、管板和壳体刚性地连在一起。 注：管程：管内流体所经过的路程或空间称为管程。 壳程：从管外（壳体内）流过的流体所经过的路程或空间称为壳程。 温差应力 一、管壁与壳壁温度差引起的温差应力 1、温差应力产生的原因 壳体与管子的膨胀与压缩 当操作时(图b),壳体和管子的温度都升高,若管壁温度高于壳壁温度,则管子自由伸长量和壳体自由伸长量不同，由于管子与壳体是刚性连接，所以管子和壳体的实际伸长量必须相等，见图c，因此就出现壳体被拉伸，产生拉应力；管子被压缩，产生压应力。此拉、压应力就是温差应力。 3、温差应力的补偿 减少壳体与管束间的温度差 装设挠性构件 将传热膜系数大的流体通入管间空间 用得最多的是在固定管板式换热器的壳体上装设波形膨胀节 装有膨胀节的固定管板式换热器只能在管壁与壳壁温差低于60~70℃及课程流体压力不高的情况下使用。 使壳体和管束自由热膨胀 换热器的管束有一端能自由伸缩，这样壳体和管束的热胀冷缩便互不牵制，可自由地进行。所以这种结构完全消除了热应力。 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低， 管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。 带膨胀节的固定管板式换热器 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。 （二）浮头式换热器 优点： 管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点： 结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在 操作中无法检查，密封要求严格，泄漏量不大 时不易察觉。 适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易 结垢的场合。 浮头式换热器 （二）浮头式换热器 浮头式换热器 浮头式换热器的一端管板与壳体固定连接，另一端则不与壳体连接，用一较小的端盖或管箱单独密封，称为浮头。 （三）填料函式换热器 填料函式密封 填料函式换热器 填料函式换热器是将浮头式换热器的浮头移到壳体外边，浮头与壳体之间采用填料函进行密封。 （三）填料函式换热器 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。 缺点：填料处易泄漏。 适用场合： 4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及 贵重介质，使用温度受填料的物性限制。 填料函式密封 填料函式换热器 （四）U形管式换热器 U型