1.刚性结构的管壳式换热器:这种换热器又成为固定管板式,通常可分为单管程和多管程两种。它的优点是结构简单紧凑、造价便宜和应用较广;缺点是管外不能进行机械清洗。
② U形管式换热器:它只有一块管板,因此管子在受热或冷却时,可以自由伸缩。这种换热器的结构简单,但制造弯管的工作量较大,且由于管子需要有一定的弯曲半 径,管板的利用率较差,管内进行机械清洗困难,拆换管子也不容易,因此要求通过管内的流体是清洁的。这种换热器可用于温差变化大,高温或高压的场合。
③ 填料函式换热器:它有两种形式,一种是在管板上的每根管子的端部都有单独的填料密封,以保证管子的自由伸缩,当换热器内的管子数目很少时,才采用这种结 构,但管距比一般换热器要大,结构复杂。另一种形式是在列管的一端与外壳做成浮动结构,在浮动处采用整体填料函密封,结构较简单,但此种结构不易用在直径 大、压力高的情况。填料函式换热器现在很少采用。
管板本身具有凸肩并与圆筒(或封头)连接时,应采用锻件。由于采用此种结构的管板一般都用于压力较高、易燃、易爆、以及毒性程度为极度、高度危害的场合, 对管板要求较高,管板也较厚。为避免凸肩处产生加渣、分层、及改善凸肩处纤维受力的状况,减少加工量,节约材料,采用凸肩与管板直接锻造出来的整体锻件来制造管板
胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况,特别适用于材料可焊性差(如碳钢换热管)及制造厂的工作量过大的情况。由于胀接管端处在焊接时产生塑性变 形,存在着残余应力,随着温度的升高,残余应力逐渐消失。
这样使管端处降低密封和结合力的作用,所以胀接结构受到压力和温度的限制,一般适用于设计压力 ≤4Mpa,设计温度≤300度,并且在操作中无剧烈地震动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀;
焊接连接具有生产简单、效率高、连接可靠的优点。通过焊接,使管子对管板有较好的增将作用;并且还有可降低管孔加工要求,节约加工工时,检修方便等优点,故应优先采用。
此外,当介质毒性很大,介质和大气混合 易发生爆炸介质有放射性或管内外物料混合会产生不良影响时,为确保接头密封,也常采用焊接法。焊接法虽然优点甚多,因为他并不能完全避免“缝隙腐蚀”和焊 接节点的应力腐蚀,而且薄管壁和厚管板之间也很难得到可靠的焊缝。
因此,就产生了焊接和胀接同时使用的方法。这样不但能提高接头的抗疲劳性能,同时 可以降低缝隙腐蚀倾向,因而其使用寿命比单用焊接时长的多。在什么场合下适宜施行焊、胀接并用的方法,目前尚无统一标准。
通常在温度不太高而压力很高或介 质极易渗漏时,采用强度胀加密封焊(密封焊是指单纯防止渗漏而施行的焊接,并不保证强度)。当在压力和温度都很高的情况下,则采用强度焊加贴胀,(强度焊 是即使焊缝有严密性,又能保证接头具有较大的拉脱力,通常是指焊缝强度等于管子轴向负荷下的强度时的焊接)。
1.壳体壁厚计算(包括管箱短节、封头、壳程筒体的壁厚计算)管、壳程筒体壁厚应满足GB151中最小壁厚的规定,对于碳素钢和低合金钢最小壁厚是按腐蚀裕量C2=1mm考虑的,对于C2大于1mm的情况,壳体的最小壁厚应相应增加。
设备法兰采用标准法兰时应注意法兰与垫片、紧固件的匹配,否则应对法兰进行计算。比如甲型平焊法兰在标准中与其匹配的垫片为非金属软垫片;当采用缠绕垫片应对法兰重新计算
① 管板的设计温度:根据GB150及GB/T151的规定,应取不低于元件的金属温度,但在管板计算中无法保证管\壳程介质作用,且管板的金属温度很难计算,故一般取较高侧的设计温度为管 板的设计温度。
在固定管板换热器中,由于管程内流体与管程流体之间具有温差,而换热器和壳体与管版固定连接,这样在使用状态时,壳体与管子之间有膨胀差存在,壳体和管子受 到轴向载荷。为了避免壳体和换热器破坏、换热器失稳、换热管从管板上拉脱,就应设置膨胀节,以降低壳体和换热器的轴向载荷。
隔板的厚度和布置按GB151表6和图15,对于厚度大于10mm的分程隔板,密封面应削边至10mm;对于列管式换热器,隔板上应设置泪孔(排净孔),排净孔的直径一般为6mm
Ⅰ、Ⅱ级管束,仅仅针对碳钢、低合金钢换热管国内标准中还存在着“较高级”和“普通级”制订的。一旦国内换热管能够采用“较高级”钢管时,碳钢、低合金钢换热管束无需再分Ⅰ级和Ⅱ级
缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束的流速相近,缺口眩高一般取0.20—0.45倍的圆角内直径,缺口一般切在管排中心线以下或切于两排管孔的小桥之间(便于穿管方便)。
直径和数量按表6-32,6-33选用,在保证大于或等于表6-33所给定的拉杆截面积的前提下,拉杆的直径和数量可以变动,但其直径不得小于10mm,数量不小于4根
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