常見換熱器種類介紹-Mark-20090331

湖州歐美化學(xué)有限公司常見換熱器種類介紹UpdateMarch2009劉建朝一、管式換熱器

1、沉浸式換熱器

這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀（多盤成蛇形，常稱蛇管），并沉浸在容器內(nèi)的液體中。蛇管內(nèi)、外的兩種流體進(jìn)行熱量交換。如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，能承受高壓,可用耐腐蝕材料制造；缺點(diǎn)：容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低，管外對(duì)流傳熱系數(shù)小。2、噴淋式換熱器

如圖所示，將蛇管成排的固定在支架上，冷卻水由最上層管的噴淋裝置中均勻淋下，沿管表面流過，與管內(nèi)熱流體換熱。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；便于耐腐蝕；管內(nèi)能耐高壓；管外α比沉浸式大；傳熱面積大而且可以改變，檢修和清理方便。缺點(diǎn)：冷卻水噴淋不均勻影響傳熱效果；只能安裝在室外，占地面積大。3、套管式換熱器

如圖，是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型彎頭連接而成。每一段套管稱為一程，每程有效長(zhǎng)度約為4~6m。在套管式換熱器中，一種流體走管內(nèi)，另一種流體走環(huán)隙優(yōu)點(diǎn)：套管式換熱器構(gòu)造較簡(jiǎn)單，能耐高壓，傳熱面積可根據(jù)需要增減，應(yīng)用方便。缺點(diǎn)：管間接頭多，易泄露，占地較大，單位傳熱面消耗的金屬量大。因此它較適用于流量不大，所需傳熱面積不多而要求壓強(qiáng)較高的場(chǎng)合。

4、列管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積所具有的傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊、緊固傳熱效果好。能用多種材料制造，故適用性較強(qiáng)，操作彈性較大，尤其在高溫、高壓和大型裝置中多采用列管式換熱器。在列管式換熱器中，由于管內(nèi)外流體溫度不同，管束和殼體的溫度也不同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。若兩流體的溫差較大，就可能由于熱應(yīng)力而引起設(shè)備變形，管子彎曲，甚至破裂或從管板上松脫。因此，當(dāng)兩流體的溫差超過50℃時(shí)，就應(yīng)采用熱補(bǔ)償?shù)拇胧?。根?jù)熱補(bǔ)償方法的不同，列管式換熱器分為以下幾種主要形式：（1）固定管板式（2）浮頭式換熱器（3）U型管式換熱器（1）固定管板式列管換熱器固定管板式的兩端管板和殼體制成一體。因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是殼程清洗和檢修困難，要求殼程流體必須是潔凈而不易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束不同的熱膨脹程度。這種補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單，但不宜應(yīng)用兩流體溫差過大（應(yīng)不大于70℃）和殼程流體壓強(qiáng)過高的場(chǎng)合。（2）浮頭式列管換熱器

浮頭式換熱器的特點(diǎn)是有一端管板不與外殼連為一體，可以沿軸向自由浮動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不但完全消除了熱應(yīng)力的影響，且由于固定端的管板以法蘭與殼體連接，整個(gè)管束可以從殼體中抽出，因此便于清洗和檢修。故浮頭式換熱器應(yīng)用較為普遍，但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。

（3）U型管式列管換熱器

U型管式換熱器每根管子都彎成U型，進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè)，封頭用隔板分成兩室。這樣，每根管子可以自由伸縮。而與其他管子和殼體均無關(guān)。這種換熱器結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，重量輕，但管程不易清洗，只適用于潔凈而不易結(jié)垢的流體，如高壓氣體的換熱。1、夾套式換熱器

夾套式換熱器式最簡(jiǎn)單的板式換熱器，它是在容器外壁安裝夾套制成，夾套與容器之間形成的空間為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。這種換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進(jìn)行加熱時(shí)，蒸汽由上部接管進(jìn)入夾套，冷凝水由下部接管流出。作為冷卻器時(shí)，冷卻介質(zhì)（如冷卻水）由夾套下部接管進(jìn)入，由上部接管流出。夾套式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其加熱面受容器的限制，且傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)，可在器內(nèi)安裝攪拌器，為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在器內(nèi)安裝蛇管。

二、板式換熱器2、螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器是由兩張間隔一定的平行薄金屬板卷制而成，在其內(nèi)部形成兩個(gè)同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)有隔板，將螺旋形通道隔開，兩板之間焊有定距柱以維持通道間距。在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。冷熱流體分別通過兩條通道，在器內(nèi)逆流流動(dòng)，通過薄板進(jìn)行換熱。

優(yōu)點(diǎn)：（1）傳熱系數(shù)高；（2）不易結(jié)垢和堵塞；（3）能利用溫度較低的熱源；（4）結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：（1）操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高（2）不易檢修3、平板式換熱器簡(jiǎn)稱板式換熱器，是由一組長(zhǎng)方形的薄金屬板平行排列，加緊組裝于支架上而構(gòu)成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后板間形成密封的流體通道，且可用墊片的厚度調(diào)節(jié)通道的大小。每塊板的四個(gè)角上，各開一個(gè)圓孔，其中有一對(duì)圓孔和一組板間流道相通，另外一對(duì)圓孔則通過在孔的周圍放置墊片而阻止流體進(jìn)入該組板間的通道。這兩對(duì)圓孔的位置在相鄰板上是錯(cuò)開的以分別形成兩流體的通道。冷熱流體交錯(cuò)地在板片兩側(cè)流過，通過板片進(jìn)行換熱。板片厚度約為0.5~3mm，通常壓制成凹凸地波紋狀。優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高；結(jié)構(gòu)緊湊；具有可拆結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：允許的操作壓強(qiáng)和溫度都比較低；流通面積較小，流速又不大，處理量較小。

1、翅片管換熱器

翅片管換熱器是在管的表面加裝翅片制成，翅片與管表面的連接應(yīng)緊密無間，否則連接處的接觸熱阻很大，影響傳熱效果。常用的連接方法有熱套、鑲鉗、張力纏繞和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整體軋制、整體鑄造或機(jī)械加工等方法制造。當(dāng)兩種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，在傳熱系數(shù)較小的一側(cè)加翅片可以強(qiáng)化傳熱。

三、翅片式換熱器

2、板翅式換熱器板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器，過去由于制造成本較高，僅用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門?，F(xiàn)在已逐漸用于石油化工及其它工業(yè)部門，取得良好效果。板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多，但是基本結(jié)構(gòu)元件相同，即在兩塊平行的薄金屬板之間，加入波紋狀或其它形狀的金屬翅片，將兩側(cè)面封死，即成為一個(gè)換熱基本元件。將各基本元件進(jìn)行不同的疊積和適當(dāng)?shù)呐帕校⒂免F焊固定，即可制成并流、逆流或錯(cuò)流的板束（或稱芯部），然后再將帶由流體進(jìn)出口的接管的集流箱焊在板束上，即成為板翅式換熱器。我國(guó)目前常用的翅片形式有光直型翅片、鋸齒型翅片和多孔型翅片三種。熱管是60年代中期發(fā)展起來堵塞一種新型傳熱元件。它是由一根抽除不凝性氣體的密封金屬管內(nèi)充以一定量的某種工作液體而成。工作液體在熱端吸收熱量而沸騰汽化，產(chǎn)生的蒸汽流至冷端冷凝放出潛熱，冷凝液回至熱端，再次沸騰汽化。如此反復(fù)循環(huán)，熱量不斷從熱端傳至冷端。冷凝液的回流可以通過不同的方法（如毛細(xì)管作用、重力、離心力）來實(shí)現(xiàn)，目前應(yīng)用最廣的方法是獎(jiǎng)具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的吸液芯裝在管的內(nèi)壁，利用毛細(xì)管的作用是冷凝液由冷端回流至熱端采用不同的工作液體（氨、水、汞等）。熱管可以在很寬的溫度范圍內(nèi)使用。傳熱特點(diǎn)是熱管中的熱量傳遞通過沸騰汽化、蒸汽流動(dòng)和蒸汽冷凝三步進(jìn)行，由于沸騰和冷凝的對(duì)流傳熱強(qiáng)度都很大，兩端管表面比管截面大很多，而蒸汽流動(dòng)阻力損失又較小，因此熱管兩端溫差可以很小，即能在很小的溫差下傳遞很大的熱流量。與熱管截面相同的金屬壁面的導(dǎo)熱能力比較，熱管的導(dǎo)熱能力可達(dá)最良好的金屬導(dǎo)熱體的103~104倍。因此它特別適用于低溫差傳熱以及某些等溫性要求較高的場(chǎng)合。熱管的這種傳熱特性為器（或室）內(nèi)外的傳熱強(qiáng)化提供了極有利的手段。例如器兩側(cè)均為氣體