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U型管换热器的结构设计和材料选用

发布者:admin 发布时间:11个月前 点击:431

换热器作为一种换热设备已经成为广泛应用于汽车、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。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。

 

相比之下,U型管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型管换热器。

 

从结构方面分析的话,U型管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。它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与分程隔板槽两侧相邻管中心距的关系。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应不小于两倍的换热管外径。

 

因此,为了保证适合分程隔板槽两侧相邻管的中心距,U型管换热器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型管之间的间距过大时,可设置假管或者挡板。

 

U型管换热器设计时,应注意管板与换热管须有一定的硬度差,一般管板比换热管硬度高HB20~HB30。最好是采用强度等级较高的材料作管板,强度等级较低的材料作换热管。当两者硬度相近时,可将管端进行退火处理,以降低换热管的硬度。在满足设计要求的同时选用合适的材料,最大限度的保证强度和传热系数。


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