管式换热器图片 管壳式换热器内部结构

换热器是一种能在两种或两种以上不同温度的流体之间传递热量的节能设备。对于大面积供暖来说,换热器的存在是必不可少的。

根据换热器的传热方式,换热器可分为三类:

管式换热器图片 管壳式换热器内部结构

直接接触式换热器又称混合式换热器,是一种冷热流体直接接触并进行热交换的装置。通常,直接接触的两种流体是汽化压力低的气体和液体;

储能换热器的工作原理是利用固体物质的导热性。具体来说,热介质首先将固体物质加热到一定温度,然后冷介质从固体物质中获得热量,通过这一过程可以实现传热;

隔墙换热器也是利用介质的热传导,冷热介质被实心隔墙隔开,通过隔墙进行热交换。对于供热企业来说,隔板式换热器的应用最为广泛。根据结构不同,还可分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。

1.管壳式换热器

管壳式换热器也称为管式换热器。它是一种以封闭在壳体内的管束壁面为传热面的隔板式换热器。这种换热器结构简单,运行可靠。它可以由各种结构材料(主要是金属材料)制成,可以在高温高压下使用。是目前应用最广泛的类型。

▲管壳式换热器

根据采用的补偿措施,管壳式换热器可分为四种类型:固定管板换热器、浮头换热器、U型管换热器和填料箱换热器。

二、固定管板换热器

固定管板换热器是管壳式换热器的一种。固定管板换热器两端的管板与壳体通过焊接连接,主要由壳体、管板、管束、顶盖(封头)等部件组成。

▲固定管板换热器

固定管板换热器的优点是:

◆结构简单;

◆相同壳体直径内,排气管数量最多,旁通最少;

◆每根换热管均可更换,管内清洗方便。

固定管板换热器的缺点是:

◆壳程不能进行机械清洗;

◆当换热管与壳体之间的温差较大时(超过50℃),将产生温差应力。解决办法是在壳体上设置膨胀节,由于膨胀节的强度,壳体侧压力不能过高;

◆只适用于流体清洁不易结垢,两种流体温差小或大但壳程压力不高的工作场合。

三、浮头换热器

浮头式换热器是一种管壳式换热器,其一端有一块管板不与壳体相连,可沿轴线自由浮动,也称为浮头。浮头由可拆卸连接的浮管板、钩环和浮头端盖组成,管束可从壳体中抽出。

▲浮头换热器

浮头换热器的优点是:

◆如果换热管与壳体之间存在温差,即当壳体或换热管膨胀时,不会产生温差应力;

◆管束可从外壳中抽出,便于管内和管间的清洁。

浮头换热器的缺点是:

◆结构复杂,材料用量大,成本高;

◆如果浮头盖和浮管板之间的密封不紧密,会发生内部泄漏,导致两种介质混合。

4.u形管热交换器

u型管换热器是管壳式换热器的一种,由管板、壳体、管束等部件组成。U型管换热器的每根管子都弯曲成U型,入口和出口分别安装在同一管板的两侧,封头由隔板分成两个腔室,因此每根管子都可以自由膨胀和收缩,而不管其他管子和外壳。

▲U形管热交换器

U型管换热器的优点是:

◆管束可自由浮动,无需考虑温差应力,可用于温差大的场合;

◆只有一块管板,法兰少,泄漏点少,结构简单;

◆U型管换热器运行可靠,成本低。

U形管热交换器的缺点是:

◆很难清洁管道内部。由于管子需要有一定的弯曲半径,管板的利用率较低;

◆管束最内管间距大,壳程易短路。当管内流速过高时,会对U型弯管段造成严重的侵蚀,影响其使用寿命。

◆如果内胎损坏,则无法更换,因此报废率高。

五、喷淋式换热器

喷淋式换热器是一种列管式换热器,将换热管成排固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上部喷淋装置均匀滴落,故又称喷淋式冷却器。喷淋式换热器管外有一层湍流度较高的液膜,管外传热系数远高于浸没式换热器。此外,喷淋式换热器大多放置在空气体循环的地方,冷却水的蒸发也带走了一部分热量,可以降低冷却水的温度,增加传热的驱动力。与浸没式换热器相比,喷淋式换热器的传热效果大大提高。

▲喷淋热交换器

喷淋式换热器的优点是:

◆结构简单,成本低;

◆可降低冷却水温度,增加传热推动力;

◆耐高压;

◆易于维护和清洗,对水质要求低。

喷淋式热交换器的缺点是:

◆冷却水喷洒不均匀会影响传热效果;

◆只能安装在室外。

六、双管换热器

套管式换热器是列管式换热器的一种,是由两根不同尺寸的标准管连接而成的同心套管。外管称为壳程,内管称为管程。两种不同的介质可以在壳程和管程中反向(或同向)流动以达到热交换的效果。双管换热器通常由壳体(包括内壳和外壳)、U形弯头和填料箱组成。

▲套管热交换器

双管换热器的优点是:

◆结构简单,耐压高;

◆传热面积可根据需要增加或减少,使用方便。

双管换热器的缺点是:

◆间接管道多,容易泄漏;

◆它占地面积大,每个传热表面消耗大量金属。

7.夹套热交换器

夹套换热器是一种板式换热器,通过在容器外壁安装夹套制成,结构简单。但是,它的受热面受到容器壁的限制,传热系数不高。为了提高传热系数,使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。当夹套内通入不发生相变的冷却水或加热剂时,还可以在夹套内设置螺旋挡板或其他增加湍流的措施,以提高夹套一侧的供热系数。为了补充传热面的不足,还可以在水壶内部安装蛇形管。夹套换热器广泛用于反应过程中的加热和冷却。

▲夹套热交换器

夹套式换热器的优点是:

◆结构简单;

◆加工方便。

夹套换热器的缺点是:

◆传热面积小,传热效率低。

八、螺旋板换热器

螺旋板式换热器是一种板式换热器,由两块平行的金属板制成,在其内部形成两个同心螺旋通道。在换热器的中心设置隔板以分隔螺旋通道,并在两块板之间焊接间隔柱以保持通道间距。

▲螺旋板式换热器

螺旋板换热器的优点是:

◆传热系数高;

◆不易结垢和堵塞;

◆可使用低温热源;

◆结构紧凑。

螺旋板换热器的缺点是:

◆操作压力和温度不宜过高;

◆不易维修。

九、热管换热器

热管由密封的金属管制成,管内充有一定量的工作液体,以排除不凝性气体。工作液在热端吸热沸腾汽化,产生的蒸汽流向冷端冷凝释放潜热,冷凝液返回热端再次沸腾汽化。如此循环往复,热量不断从热端传递到冷端。

▲热管换热器

热管换热器的优点是:

◆结构简单、使用寿命长、运行可靠;

◆具有极高的导热性和良好的等温性;

◆冷热侧传热面积可随意改变,远距离传热,温度可控。

它的缺点是:

◆抗氧化性和耐高温性差。

使用换热器的注意事项:

◆保持管网清洁。无论是工作前还是工作后,都必须对管网进行清洗,以避免热交换器堵塞的现象。此外,还要注意除污装置和过滤器的清洗,这样整个热交换工作才能顺利完成。

◆严格控制软化水。热媒处理前,应检查系统和软化罐中的水质问题,水质合格后方可注入。

◆测试新系统。对于新系统,它不能立即与换热器交替使用,但新系统应在规定的时间内运行,并在运行检查完成后将换热器并入系统。这样做的目的是防止管网中的杂质损坏换热器的内部设备。

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