換熱器的結(jié)構(gòu)和分類

1、換熱器的結(jié)構(gòu)和分類換熱器的分類Ø 按用途分類： 加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器Ø 按冷熱流體熱量交換方式分類： 混合式、蓄熱式和間壁式Ø 主要內(nèi)容：1. 根據(jù)工藝要求，選擇適當(dāng)?shù)膿Q熱器類型；2. 通過計算選擇合適的換熱器規(guī)格。間壁式換熱器的類型一、夾套換熱器Ø 結(jié)構(gòu)：夾套式換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻，是在容器外壁安裝夾套制成。Ø 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單。Ø 缺點：傳熱面受容器壁面限制，傳熱系數(shù)小。 為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安 裝攪拌器。也可在釜內(nèi)安裝蛇管。 二、沉浸式蛇管換熱器Ø 結(jié)構(gòu)：這種換熱器

2、多以金屬管子繞成，或制成各種與容器相適應(yīng)的情況，并沉浸在 容器內(nèi)的液體中。Ø 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，便于防腐，能承受高壓。Ø 缺點：由于容器體積比管子的體積大得多,因此管外流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小。 三、噴淋式換熱器Ø 結(jié)構(gòu)：冷卻水從最上面的管子的噴淋裝置中淋下來，沿管表面流下來，被冷卻的流體從最上面的管子流入，從最下面的管子流出，與外面的冷卻水進(jìn)行換熱。在下流過程中，冷卻水可收集再進(jìn)行重新分配。Ø 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜，能耐高壓，便于檢修、清洗，傳熱效果好Ø 缺點：冷卻水噴淋不易均勻而影響傳熱效果，只能安裝在室外。Ø 用途：用于冷卻或冷

3、凝管內(nèi)液體。四、套管式換熱器Ø 結(jié)構(gòu)：由不同直徑組成的同心套管，可根據(jù)換熱要求，將幾段套管用U形管連接，目的增加傳熱面積；冷熱流體可以逆流或并流。Ø 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，能耐高壓，傳熱系數(shù)較大，能保持完全逆流使平均對 數(shù)溫差最大，可增減管段數(shù)量應(yīng)用方便。Ø 缺點：結(jié)構(gòu)不緊湊，金屬消耗量大，接頭多而易漏，占地較大。Ø 用途：廣泛用于超高壓生產(chǎn)過程，可用于流量不大，所需傳熱面積不多的場合。五、列管式換熱器 列管式換熱器又稱為管殼式換熱器，是最典型的間壁式換熱器，歷史悠久，占據(jù)主導(dǎo)作用。 Ø 優(yōu)點：單位體積設(shè)備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，

4、結(jié)構(gòu)堅固，可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍寬廣，操作彈性大，大型裝置中普遍采用。 Ø 結(jié)構(gòu)：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。 一種流體在管內(nèi)流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。 根據(jù)所采取的溫差補償措施，列管式換熱器可分為以下幾個型式。（1）固定管板式 1列管 2膨脹節(jié)殼體與傳熱管壁溫度之差大于50°C，加補償圈，也稱膨脹節(jié)，當(dāng)殼體和管束之間有溫差時，依靠補償圈的彈性變形來適應(yīng)它們之間的不同的熱膨脹。 特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，殼程檢修和清洗困難，殼程必須是清潔、不易產(chǎn)生垢層和腐蝕的介質(zhì)。（2）浮頭式 1分程板（管程隔板） 2殼程隔板 3內(nèi)

5、封頭（浮頭）兩端的管板，一端不與殼體相連，可自由沿管長方向浮動。當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起熱膨脹時，管束連同浮頭可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，可完全消除熱應(yīng)力。 特點：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高，消除了溫差應(yīng)力，是應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式。 （3）U型管式1列管 2隔板把每根管子都彎成U形，兩端固定在同一管板上，每根管子可自由伸縮，來解決熱補償問題。特點：結(jié)構(gòu)較簡單，管程不易清洗，常為潔凈流體，適用于高壓氣體的換熱。六、新型高效換熱器1. 螺旋板式換熱器Ø 結(jié)構(gòu)：螺旋板式換熱器由兩塊金屬薄板焊接在一塊分隔板上并卷制成螺旋狀而構(gòu)成的。換熱時，冷、熱流體分別進(jìn)入兩條通道，在器內(nèi)作嚴(yán)格的逆流流動。

6、2. 板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小很小的空間即可提供較大的換熱面積，不需另外的拆裝空間；相同使用環(huán)境下，其占地面積和重量是其他類型換熱器的1/31/5。3. 板翅式換熱器在兩塊平行金屬板之間夾入波紋狀金屬翅片，兩邊以側(cè)條密封，組成一個單元體；將各單元體進(jìn)行不同的疊集和適當(dāng)?shù)嘏帕?，再用釬焊予以固定，形成逆流、并流和錯流的板翅式換熱器組裝件(芯部或板束) ；將帶有進(jìn)、出口的集流箱焊接到板束上。特點：傳熱效果更好、結(jié)構(gòu)更為緊湊。4. 熱管式換熱器結(jié)構(gòu)及工作原理：將一根金屬管的兩端密封，抽出不凝性氣體，充以一定量的某種工作液體而成。當(dāng)熱管的一端被加熱時，工作液體受熱沸騰汽化，產(chǎn)生的蒸汽流至冷卻端冷凝

7、放出冷凝潛熱，冷凝液沿著具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的吸液芯在毛細(xì)管力的作用下回流至加熱段再次沸騰汽化，工作介質(zhì)如此反復(fù)循環(huán)，熱量則由熱管的軸向由加熱端傳至冷卻端。 附：換熱器：在化工生產(chǎn)中，為了工藝流程的需要，常常把低溫流體加熱或把高溫流體冷卻，把液體汽化或把蒸汽冷凝成液體，這些工藝過程都是通過熱量傳遞來實現(xiàn)的。進(jìn)行熱量傳遞的設(shè)備稱為換熱器。換熱器按用途分為以下幾種：1.加熱器把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒有發(fā)生相 的變化。2.預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為后序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。3.過熱器用于把流體（工藝氣或蒸汽）加熱到過熱狀態(tài)。4.蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。5.再沸器用于使裝置中冷凝了的液體再度加熱，使其蒸發(fā)。6.深冷器用于把流體冷卻到0以下的低溫狀態(tài)。7.冷卻器用于把流體冷卻到工藝要求的溫度。8.冷凝器用于冷卻凝結(jié)性氣體，使其流體凝結(jié)液化。9.全凝器使凝結(jié)性氣