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低压加热换管
低压加热换管

一.低压加热换管概述

U型管式换热器,U型管换热器由管箱、壳体及管束等主要部件组成,因其换热管成U形而得名。U 形管式换热器仅有一个管板,管子两端均固定于同一管板上,一般u型管式换热器都用金属材料制成,其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器;不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外,奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料;铜、铝及其合金多用于制造低温u型管式换热器;镍合金则用于高温条件下;非金属材料除制作垫片零件外,有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器,如石墨u型管式换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。

管壳式换热器的一种,属石油化工设备,由管箱、壳体及管束等主要部件组成,因其换热管成U形而得名。U 形管式换热器仅有一个管板,管子两端均固定于同一管板上。

二.应用范围:

换热器是广泛应用于汽车、航空、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备,约占工艺设备总量的20%~70%。按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他形式换热器。目前常用的换热器种类有浮头式、固定管板式和U形管式,其中以浮头式换热器居多。固定管板式换热器由于自身结构,应用的场合有限;浮头式换热器零部件多,易拆卸和清理,但检修的工作量大,容易内漏;而U型管式换热器的管板比固定管板式换热器少,其泄漏点就相应减少。此外,U型管式换热器的壳程水压试验后烘干也比较容易,而且它的适用场合广、检修简单、操作弹性好。如果换热器的换热面积小、壳程与管程的温差较大或壳程介质很容易脏、管束表面需要经常清理地,一般都采用U型管式换热器。 

三.发展前景:

U型管式换热器是应用十分广泛的一种换热器,从理论上讲,柔性连接U型管式换热器可用于任何使用普通U型管式换热器的场合,但作电站辅机时,尤为合适,主要产品有:低压加热器、中压加热器、热网加热器、高压加热器、疏水冷却器、水热交换器,蒸汽加热器等=随着密封技术的提高,新型密封产品的不断出现。本产品的应用也会越来越广泛。

四.特点:

U型管式换热器结构简单,只有一个管板,密封面少,运行可靠,造价低;管束可抽出,管间(壳程)清洗方便。质量轻,适用于高温和高压的场合。管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料,由于管子需要一定的弯曲半径,故管板利用率低;管束最内层间距大,壳程易短路;内层管子不能更换,因而抱人率高。U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢,而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合。一般高温、高压、腐蚀性强的介质走管内,可是高压空间减小,密封易解决,并可节约材料和减少热损失。 

五.突出优势:

1、结构紧凑,体形小,节省站房用地面积和建筑高度(占地面积为一般管壳式换热器的1/2左右,高度可降30~40%)。节省建筑投资,便于设计布置,同时运行操作方便。

2、换热性能好,热媒出口温度低,热能利用率高,节能效果好。

3、传热系数高,节省换热面积(TQN、TQK)汽水换热器的传热系数(K值)比板式汽水换热器的实际使用传热系数大一倍左右,换热面积可减少40~60%。

4、水力特性好,热媒和被加热水的流动阻力小,节能效果好。

5、U型管汽水换热器排出的凝结水温度低(TQK)系列在65℃以下,(TQN)系列在80℃以下,既无漏汽损失,也不需要装疏水器,管道系统简单,散热损失小。

6、U型管汽水换热器的管间间距比一般管壳式换热器的管间间距大,每个换热单元的尺寸和重量较小,便于维护清洗。

六.工作原理

U型管式换热器,U型管换热器工作原理:

U型管式换热器,U型管换热器是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。但管内清洗不便 ,管束中间部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。

U型管式换热器,U型管换热器结构: 

U型管式换热器,单台换热器共有两块管板,如下图1所示(件号45为中间挡板,件号46为U形换热管,件号47为内导流筒)。这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流,另一半管束管内外介质的流动方向为逆流。U型管式换热器的双管板之间一般采用聚液壳彼此连接。聚液壳可以用来调整管板间距且保证两管板相互平行。同时,聚液壳用来封闭相邻两管板之间泄漏出的气(液)体,防止有毒气(液)体的外溢。聚液壳最高和最低处需分别设置放空口和放净口,用于及时导出渗漏气(液)体。如果壳程与管程之间温差很大,为了降低壳程与管程管板与换热管连接处的应力,应尽量降低短节的壁厚,必要时可增加一个膨胀节。 

U型管式换热器,U型管换热器设计: 

U形管换热器与其他类型换热器的最大区别是管束结构,在设计换热管布局时应考虑换热管的最小弯曲半径尺i与分程隔板槽两侧相邻管中心距s的关系。管径越大,最小弯曲半径就越大,大部分换热管的最小弯曲半径大于分程隔板槽两侧相邻管中心距;且U形管弯曲段的弯曲半径R(见图2)应不小于两倍的换热管外径,常用换热管的最小弯曲半径R可查手册选取。 因此,为了保证适合分程隔板槽两侧相邻管的中心距,最内层换热管在排列时需要进行斜向交叉排列。如果最内层U形管之间的间距过大时,可设置假管或者挡板。 

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