1、第七章換熱設備7.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.1 換熱設備的應用及基本要求7.1.1.1 換熱設備的應用 在化工生產中用于實現物料之間熱量傳遞過程的設備統稱為換熱設備。它是石油、化工、原子能、冶金、輕工、制藥、食品、交通、家電等工業部門廣泛應用的一種通用工藝設備。對于迅速發展的石油、化工等能源企業來說，換熱設備尤為重要，約占全部工藝設備投資的35 40。7.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.1 換熱設備的應用及基本要求7.1.1.2 對換熱設備的基本要求1.4.4 人力資源管理自我應用基本要求合理實現工藝條件1結構合理、安全可靠2便于制造、安裝、操作、維護3經

2、濟合理，成本低47.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型 混合式換熱設備是讓冷、熱流體直接接觸，進行熱量交換的換熱器。傳熱方式主要是熱對流。如圖7-1所示為兩種在化工廠經常見到的涼水塔示意圖。（1）混合式7.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型 蓄熱式換熱器是借助于固體蓄熱體，把熱量從高溫流體傳給低溫流體的換熱器。其傳熱方式主要是熱輻射。蓄熱式換熱器其結構如圖7-2所示。（2）蓄熱式7.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型 間壁式換熱器主要是以熱傳導方式傳熱，即利用設備或管道的間壁將冷、熱流體隔開，互不接

3、觸，熱流體通過間壁將熱量傳遞給冷流體。（3）間壁式(1)蛇管式換熱器 如圖7-3所示。 管式換熱器17.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型蛇管沉浸在被加熱或被冷卻的介質中，通過管壁進行傳熱。如圖7-4所示。（3）間壁式7.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(2)螺旋管式換熱器 如圖7-5所示。（3）間壁式管式換熱器17.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(3)套管式換熱器 如圖7-6所示。（3）間壁式套管式換熱器17.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(4)熱管式換熱

4、器 如圖7-7所示（3）間壁式管式換熱器17.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(5)管殼式換熱器 管殼式換熱器又稱為列管式換熱器，是一種通用的標準換熱設備，在各種工業生產中得到了最廣泛的應用。本章第二節、第三節將專門介紹。（3）間壁式管式換熱器17.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型（1）矩形板式換熱器 結構如圖7-8所示（3）間壁式板式換熱器27.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型（2）螺旋板式換熱器 結構有三種形式，如圖7-9所示（3）間壁式板式換熱器27.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱

5、設備7.1.2 換熱設備的類型（3）板翅式換熱器 如圖7-10所示（3）間壁式板式換熱器27.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(4)板殼式換熱器 如圖7-11所示（3）間壁式板式換熱器27.1 換熱設備的應用及類型第7章 換熱設備7.1.2 換熱設備的類型(5)傘板式換熱器 如圖7-12所示（3）間壁式板式換熱器27.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點 管殼式換熱器具有結構簡單，制作容易，操作方便，處理量大，應用范圍廣，運行安全可靠等優點，尤其在高溫、高壓下和大型裝置中使用更為普遍，其結構如圖7-13所示。7.2

6、管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點 固定管板式換熱器的殼體和內部的管束通過兩端的管板剛性地連接在一起，其結構如圖7-14所示。（1）固定管板式換熱器7.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點 浮頭換熱器的結構如圖7-15所示。浮頭式換熱器中的一塊管板與殼體剛性固定，另一塊管板可在殼體內自由移動。（2）浮頭式換熱器7.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點浮頭結構示意圖如圖7-16所示。（2）浮頭式換熱器7.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換

7、熱器的類型及特點U形管式換熱器的結構如圖7-17所示。（3）U形管式換熱器7.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點填料函式換熱器的結構如圖7-18所示。（4）填料函式換熱器7.2 管殼式換熱器的結構和類型第7章 換熱設備7.2.1 管殼式換熱器的類型及特點表7-1列出了管殼式換熱器的特性，可供參考與比較。（4）填料函式換熱器7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.1 外殼結構 管殼式換熱器的殼體一般為圓筒體，直徑系列Di= 219mm、325mm、400mm、（450）mm、500mm、600mm、（700）mm、800mm

8、、（900）mm、1000mm、1200mm、1400mm、（1500）mm、1600mm、1800mm、2000mm等，基本符合壓力容器的直徑系列。（1）殼體7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.1 外殼結構結構主要有如圖7-19所示的幾種。（2）音箱7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.1 外殼結構 對于不能利用接管進行放氣和排液的換熱器，應在管程和殼程的最高點設置放氣口和最低點設置排液口，其最小公稱直徑為20mm，其結構如圖7-20所示。（3）接管7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.2 換熱管 換熱管一

9、般采用光滑的無縫鋼管，但為了強化傳熱效果，也采用圖7-21所示的翅片管、橫紋管、螺旋槽紋管等。（1）換熱管規格及選擇7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.2 換熱管換熱管在管板上的排列形式有四種，如圖7-22所示。（2）換熱管在管板上的排列7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構 管板是管殼式換熱器中的一個重要零部件，它的作用是固定和排布換熱管，分隔管程與殼程空間，避免冷、熱流體的混合。如圖7-23所示。（1）管板7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構圖7-24

10、表示脹管前后管徑增大和受力情況。（2）管板與換熱管的連接脹接17.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構脹接結構形式及尺寸如圖7-25和表7-2所示（2）管板與換熱管的連接脹接17.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構脹接結構形式及尺寸如圖7-25和表7-2所示（2）管板與換熱管的連接脹接17.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構當t300，p4MPa時，一般采用強度焊接。其結構形式如圖7-26所示。（2）管板與換熱管的連接焊接27.3 管殼

11、式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構 其結構有兩種：一是強度脹加密封焊，脹接承載并保證密封，焊接僅是輔助防漏；二是強度焊加貼脹，焊接承載并保證密封，其結構形式及尺寸如圖7-27和圖7-28所示。（2）管板與換熱管的連接脹焊結合37.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.3 管板與換熱管的連接結構 其結構有兩種：一是強度脹加密封焊，脹接承載并保證密封，焊接僅是輔助防漏；二是強度焊加貼脹，焊接承載并保證密封，其結構形式及尺寸如圖7-27和圖7-28所示。（2）管板與換熱管的連接脹焊結合37.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第

12、7章 換熱設備7.3.4 管板與殼體的連接結構固定管板式換熱器的管板兼作法蘭的結構應用廣泛，一般采用圖7-30所示意的結構7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.4 管板與殼體的連接結構 當管板不兼作法蘭時，結構如圖7-31所示，管板直接焊在殼體內，考慮到管板較厚，應對焊接部位進行結構改進，以減少焊接應力。7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.5 折流板及其它擋板弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形等，如圖7-32(a)、(b)、(c)所示。（1）弓形折流板7.3.5.1 折流板7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3

13、.5 折流板及其它擋板當臥式換熱器的殼程為單相清潔流體時，折流板缺口應水平上下布置。（1）弓形折流板7.3.5.1 折流板7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.5 折流板及其它擋板圓環形折流板由于結構比較復雜，不便于清洗，一般用于壓力較高和物料清潔的場合，其結構如圖7-32(d)所示。（2）圓盤-圓環形折流板7.3.5.1 折流板7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.5 折流板及其它擋板折流板的固定是通過拉桿和定距管來實現的。拉桿和定距管的連接如圖7-34所示。7.3.5.2 拉桿和定距管7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.5 折流板及其它擋板 為防止殼程進口接管處，流體對換熱管的直接沖刷，可設置進口緩沖接管或殼程防沖擋板。如圖7-35和圖7-36所示結構。7.3.5.3 防沖擋板7.3 管殼式換熱器的主要零部件結構及要求第7章 換熱設備7.3.5 折流板及其它擋板 為防止殼程進口接管處，流體對換熱管的直接沖刷，可設置進口緩沖接管或殼程防沖擋板。如圖7-35和圖7-36所示結構。7.3.5.3 防沖擋板7.3 管殼式換熱器的