化工设备 第22讲 壳程结构 壳程结构.doc

壳程结构 （一）接管 接管应与壳体内表面平齐且应尽量沿壳体的径向或轴向设置；接管与外部管线可采用焊接连接；设计温度高于或等于300℃时，必须采用整体法兰。对于不能利用接管进行放气和排液的换热器，应在管程和壳程的最高点设置放气口和最低点设置排液口，其最小公称直径为20mm。 （二）折流板与挡板 1．折流板与支持板 安装折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，提高传热效率，增大壳程流体的传热系数同时也可减少结垢。在卧式换热器中，折流板还起支撑管束的作用。常用的折流板有弓形和圆盘-圆环形两种。弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种较常用，如图5-20所示。其中单弓形折流板应用较为普遍。 ◆折流板弓形缺口高度应使流体通过缺口时与横向流过管束时的流速相近，一般取缺口高度h为壳体公称直径的0.20～0.45，常取。折流板缺口几何尺寸如图1所示。折流板一般应按等间 （a）单弓形 （b）双弓形 （c）三弓形 图1 弓形折流板 距布置，管束两端的折流板应尽量靠近壳程进口、出口接管，折流板的最小间距应不小于圆筒内径的1/5且不小于50mm，最大间距应不大于圆筒内直径。 ◆ 卧式换热器壳程输送单相清洁流体时，折流板的缺口应水平上下布置，若气体中含有少量的液体时，则应在缺口朝上的折流板的最低处开通液口，如图2(a)所示；若液体中含有少量气体时，则应在缺口朝下的折流板的最高处开通气口，如图2(b)所示。当壳体介质为气相、液相共存或液体中含有固体物料时，折流板应垂直左右分布，并在折流板的最低处开通液口，如图2(c)所示。 （a） （b） （c） 图2 折流板缺口几何尺寸 ◆ 圆盘—圆环形折流板由于结构比较复杂，不便于清洗，一般用于压力较高和物料清洁的场合，其结构如图3所示。 图3 圆盘—圆环形折流板 ◆ 折流板是通过拉杆和定距管固定的，其结构如图4所示。拉杆一端的螺纹拧入管板， 折流板用定距管定位，最后一块折流板靠拉杆螺母固定。也有采用螺纹与焊接相结合连接或全焊接连接的结构，如图5所示。拉杆的直径一般不得小于10mm，数量不得少于4根。 图4 拉杆和定距管结构 图5 拉杆与折流板点焊固定 ◆ 当工艺上不要求有折流板而换热管的无支承跨较大时，应该考虑增设一定数量的支承板，以防止管子产生过大的挠度。支撑板的形状和尺寸可按折流板来处理。 2．挡板 浮头式、U形管式或填料函式换热器，在管束与壳体内壁之间有较大环形空隙，形成短路现象而影响传热效果。这时，可增设旁路挡板，以迫使壳程流体垂直通过管束进行换热。旁路挡板数量可取2～4对，一般为2对。挡板可用钢板或扁钢制作，材质一般与折流板相同，挡板常采用嵌入折流板的方式安装。先在折流板上铣出凹槽，将条状旁路挡板嵌入折流板，并点焊固定。旁路挡板结构如图6所示。 在U形管换热器中，管束中心部分有较大的间隙，流体在此处走短路而影响传热效率，对此可采取在U形管束中间通道处设置中间挡板的办法解决。中间挡板数一般不超过4块，中间挡板可与折流板点焊固定，如图7所示。 图 6旁路挡板 图7中间挡板