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    U形管换热器

    发布者: 发布时间:2017-08-03 23:10:23 点击次数: 关闭

    U形管式换热器

    概述

    U形管式换热器每根管子均弯成U形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板分成两室,每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。

    主要特点

    结构简单,只有一个管板,密封面少,运行可靠,造价低;管束可抽出,管间(壳程)清洗方便。质量轻,适用于高温和高压的场合。管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料,由于管子需要一定的弯曲半径,故管板利用率低;管束内层间距大,壳程易短路;内层管子不能更换,因而抱人率高。U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢,而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合。一般高温、高压、腐蚀性强的介质走管内,可是高压空间减小,密封易解决,并可节约材料和减少热损失。

    应用范围

    换热器是广泛应用于汽车、航空、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备,约占工艺设备总量的20%70%。按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他形式换热器。目前常用的换热器种类有浮头式、固定管板式和U形管式,其中以浮头式换热器居多。固定管板式换热器由于自身结构,应用的场合有限;浮头式换热器零部件多,易拆卸和清理,但检修的工作量大,容易内漏;而U型管式换热器的管板比固定管板式换热器少,其泄漏点就相应减少。此外,U型管式换热器的壳程水压试验后烘干也比较容易,而且它的适用场合广、检修简单、操作弹性好。如果换热器的换热面积小、壳程与管程的温差较大或壳程介质很容易脏、管束表面需要经常清理地,一般都采用U型管式换热器。

    结构特点

    U型管式换热器,单台换热器共有两块管板,如下图1所示(件号45为中间挡板,件号46U形换热管,件号47为内导流筒)

     

    这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流,另一半管束管内外介质的流动方向为逆流。U型管式换热器的双管板之间一般采用聚液壳彼此连接。聚液壳可以用来调整管板间距且保证两管板相互平行。同时,聚液壳用来封闭相邻两管板之间泄漏出的气()体,防止有毒气()体的外溢。聚液壳高和低处需分别设置放空口和放净口,用于及时导出渗漏气()体。如果壳程与管程之间温差很大,为了降低壳程与管程管板与换热管连接处的应力,应尽量降低短节的壁厚,必要时可增加一个膨胀节。

    设计要求

    U形管换热器与其他类型换热器的大区别是管束结构,在设计换热管布局时应考虑换热管的小弯曲半径尺i与分程隔板槽两侧相邻管中心距s的关系。管径越大,小弯曲半径就越大,大部分换热管的小弯曲半径大于分程隔板槽两侧相邻管中心距;且U形管弯曲段的弯曲半径R应不小于两倍的换热管外径,常用换热管的小弯曲半径R可查手册选取。

    因此,为了保证适合分程隔板槽两侧相邻管的中心距,内层换热管在排列时需要进行斜向交叉排列。如果内层U形管之间的间距过大时,可设置假管或者挡板。

    技术参数

    U形管式换热器的主要参数

    公称直径DN/mm

    管程数 N

    管子根数n

    中心排管数

    管程流道面积/m2

    换热面积/m2

    换热管外径d/mm

    d×δt/mm

    L=3米

    L=6米

    19

    25

    19

    25

    19×2

    25×2

    25×2.5

    19

    25

    19

    25

    325

    2

    38

    13

    11

    6

    0.0067

    0.0045

    0.0041

    13.4

    6.0

    27.0

    12.1

    4

    30

    12

    5

    5

    0.0027

    0.0021

    0.0019

    10.6

    5.6

    21.3

    11.2

    426                400

    2

    77

    32

    15

    8

    0.0136

    0.0111

    0.0100

    26.9

    14.7

    54.5

    29.8

    4

    68

    28

    8

    7

    0.0060

    0.0048

    0.0044

    23.8

    12.9

    48.2

    26.1

    500

    2

    128

    57

    19

    10

    0.0227

    0.0197

    0.0179

    44.6

    26.1

    90.5

    53.0

    4

    114

    56

    10

    9

    0.0101

    0.0097

    0.0088

    39.7

    25.7

    80.5

    52.1

    600

    2

    199

    94

    23

    13

    0.0352

    0.0326

    0.0295

    69.1

    42.9

    140.3

    87.2

    4

    184

    90

    12

    11

    0.0163

    0.0155

    0.0141

    63.9

    41.1

    129.7

    83.5

    700

    2

    276

    129

    27

    15

    0.0492

    0.0453

    0.0411

    194.1

    119.4

    4

    258

    128

    12

    13

    0.0228

    0.0221

    0.0201

    181.4

    118.4

    800

    2

    367

    182

    31

    17

    0.0650

    0.0630

    0.0571

    257.7

    168.0

    4

    346

    176

    16

    15

    0.0306

    0.0304

    0.0276

    242.8

    162.5

    900

    2

    480

    231

    35

    19

    0.0850

    0.0800

    0.0725

    336.2

    212.8

    4

    454

    226

    16

    17

    0.0402

    0.0391

    0.0355

    317.8

    208.2

    1000

    2

    603

    298

    39

    21

    0.1067

    0.1032

    0.0936

    421.5

    273.9

    4

    576

    292

    20

    19

    0.0510

    0.0505

    0.0458

    402.4

    268.4

    1100

    2

    738

    363

    43

    24

    0.1306

    0.1257

    0.1140

    514.6

    332.9

    4

    706

    356

    20

    21

    0.0625

    0.0616

    0.0559

    492.2

    326.5

    1200

    2

    885

    436

    47

    26

    0.1566

    0.1510

    0.1369

    615.8

    399.0

    4

    852

    428

    24

    21

    0.0754

    0.0741

    0.0672

    592.6

    391.7

    注:

    ①排管数按正方形旋转45°排列计算。

    ②计算换热面积按光管及公称压力2.5MPA的管板厚度计算。



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