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      管殼式換熱器的改進設計

      點擊:1664 日期:[ 2014-04-26 21:53:49 ]
                                 管殼式換熱器的改進設計                                 張本東   周勇                           (濟寧市機械設計研究院)     【摘要】本文通過介紹環行分程隔離管殼式換熱器的結構和設計思路,對換熱器設備進行更新,不僅節約成本,還使換熱器換熱效果得到明顯提升。     【關鍵詞】二程式換熱器;環行分程隔離管殼式換熱器;傳熱效率     中圖分類號:TS223文獻標識碼:A文章編號:1673-7199(2009)05-0040-02     二程式換熱器是油脂浸出、精煉過程中廣泛使用的熱交換設備,有固定管板式、U型管式等幾種,分別適用于不同的工作狀況。其管箱內的分程隔板是一平板,將管箱分成左右或上下兩部分。當管程進出口介質溫差較大時,管箱兩部分的熱應力差別也較大。為保證密封,設計上往往采取增加管板和管箱法蘭厚度的措施,以增加其剛度。在這樣的處理也不能保證密封的情況下,就采取第二種措施,即將管箱與管板焊接在一起。前者增加了設備質量和制造成本,后者則給設備的維護和檢修帶來許多困難。     環形分程隔離管殼式換熱器,是將平板式的分程隔板改為圓筒形。使管程介質由管箱的分程隔板一側進入、另一側出去改為從管程的分程圓筒中部進入、從管程的分程圓筒外出去,反之亦可。     1·特點     (1)管箱和管板外圓環部分的溫度是一致的,應力分布均勻,有利于密封設計。     (2)由于分程隔板變成一圓筒,管板的加工簡化了。無需上銑床或刨床加工管板的分程槽,管箱密封面加工量減少,且不存在間斷切削。     (3)高溫密封墊片(金屬包墊或金屬纏繞墊片)均是圓環狀,無中間有隔筋的墊片,易于制作。     (4)無需因溫差、熱應力在圓周上不均勻,依靠增加管板和管箱法蘭厚度來增加其剛性,因而可降低制造成本。     (5)管箱與管板選用焊接連接,利于制造和檢修。     對于多于二程的管殼式換熱器,同樣可以用環形分程隔離,只需增加管箱中的分程圓筒即可,這些分程圓筒的軸線與管箱的軸線重合。     換熱器可以是等邊三角形分布、正方形分布和輻射狀分布。     對于不同的程,依據其工作狀況—溫度、壓力、介質特性等,可以選用不同壁厚的換熱管。     2·應用與結論                      山東魯抗裝備公司的換熱器是U型管換熱氣管束,管箱的分程隔板是平板型的。由于管箱進出口溫差較大,使管箱兩側熱膨脹不同,為保證密封,不得不采用加厚法蘭和增加聯接螺栓等措施,管箱法蘭提高兩個等級選用鍛造法蘭。管板等其他部分也相應有所加強。     更新設備時,換熱器按“環形分程隔離管殼式換熱器”的設計思想設計。將管箱圓筒形分程隔離,U型管的一端在管板的圓形分程槽內,另一端在圓形分程槽外。由于管箱法蘭周圍的溫度均勻,熱膨脹一致,設計時管箱法蘭的選用等級比平板型的要低很多,僅材料一項就節約一千多元。使用效果較好,密封可靠。選用此種換熱器,均取得令人滿意的結果。     環形分程隔離管殼式換熱器在理論和實際使用上表明,它具有明顯的實用價值和經濟效益。并對防止管束振動,增加傳熱效率,降低熱損失也是有效的。其精確效果尚需進一步探討。
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