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管壳式换热器
管壳式换热器有哪些类型,各有何优缺点?
管壳式换热器按照其结构特点可分为以下几类:
1) 固定管板换热器
结构:管束连接在管板上,管板与壳体相焊。
优点:结构简单紧促,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U 形管换热器多。
缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性元件(如膨胀节)。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束,维修成本较高。
适用范围:壳程侧介质清洁不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。

2) 浮头换热器
结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。
管束与壳体的热变形互不约束,不会产生热应力。
优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动,无需考虑温差应力,可用于大温差场合。
缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时,易产生内漏。
适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。

3) U 形管换热器
结构:只有一块管板,管束由多跟 U 形管组成,管的两端固定在同一块管板上,换热管可以自由伸缩。
优点:以 U 形管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单,价格便宜,承压能力强。
缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U形管相当于坏两根管,报废率较高。
适用范围:是换热器中唯一可用于高温,高压,高温差的换热器。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。

4) 填料函式换热器
结构:特点与浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。
优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳体内可以自由伸缩,避免了热
应力。加工制造方便,节省材料,造价低,由于可抽芯,维修方便。
缺点:填料处易产生泄露。
适用范围:一般适用于2.5MPa 以下的工作条件且不能用于易挥发,易燃易爆,有毒及贵重介质的工况。使用温度受限于填料的物性。目前使用较少。
GB151-1999管壳式换热器详细资料下载
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