管壳式换热器的结构与未来发展趋势

2025-02-11

一、管壳式换热器简介 


管壳式换热器又称列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。


二、管壳式换热器的结构 


1、固定管板式换热器 


固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接,主要由外壳、管板、管束、顶盖(封头)等部件构成。


图1:固定管板式换热器.png


2、浮头式换热器


浮头换热器是管壳式换热器的一种,它有一端管板不与外壳相连,可以沿轴向进行自由浮动,也称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成,是可拆连接,管束可从壳体内抽出。


图2:浮头式换热器.png


3、U型管式换热器


U形管式换热器是管壳式换热器的一种,它由管板、壳体、管束等零部件组成。U型管式换热器的每根管子都弯成U型,进出口分别安装在同一管板的两侧,封头用隔板分成两室,由此,每根管子都可以自由伸缩,而与其他管子和壳体无关。


图3:U型管式换热器.png


4、填料函式换热器


填料函式换热器其结构特点是管板只有一端与壳体固定连接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩,不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。


三、管壳式换热器未来发展趋势 


随着技术的不断进步,换热设备行业也在不断发展,未来的趋势可能包括:


1.智能化:随着物联网和人工智能技术的发展,换热设备将越来越智能化,能够实时监测和调整运行状态,提高能效。


2.环保化:未来的换热设备将更加注重环保,采用更先进的材料和技术,减少对环境的影响。


3.节能高效:换热设备将向高效节能的方向发展,通过优化设计和材料,提高热交换效率,降低能耗。


4.定制化:随着市场需求的多样化,换热设备厂家将提供更多的定制化服务,以满足不同客户的具体需求。


四、管式换热器管子的选择 


管子构成管式换热器的传热面,管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时,换热器单位体积的换热面积大一些,设备比较紧凑,单位传热面积的金属消耗量少,传热系数也较高。但制造麻烦,管子易结垢,不易清洗。大直径管子用于粘性大或者污浊的流体,小直径的管子用于较清洁的流体。


管子材料的选择应根据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。比如三氟莱可以提供耐高温耐腐蚀PFA管。


换热器的管子在管板上的排列不单考虑设备的紧凑性,还要考虑到流体的性质、结构设计以及加工制造方面的情况。


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