管壳式冷凝器结构
管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。
管壳式换热器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。
流体每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。
为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。
同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
壳管式换热器的换热管结构介绍
换热管可采用光管、螺纹管、螺旋槽管等。在换热管选择中,应考虑下列几个因素。
(1)管径
管径愈小的换热器愈紧凑、愈便宜,且可以获得较好的对流换热系数与阻力系数的比值。但是,管径愈小的换热器的压降将愈大,在满足允许压力降的情况下,一般推荐选用19管子。对于易结垢的流体,为方便清洗,采用外径为25管子。对于有气一液两相流的工艺流体,一般选用较大的管径。例如再沸器、锅炉,换热管多采用32、51的管径。
(2)管长
无相变换热时,管子较长则传热系数也增加。在相同的传热面积情况下,采用长管则流动截面积小,流速大,管程数少,从而可减少流体在换热器中的回弯次数,因而压力降也较小;而且采用长管时,每平方米传热面的比价也低。但是,管子过长会给制造带来困难。因此,一般选用管长为4~6m。对于传热面积大或无相变的换热器可选用8~9m的管长。
(3)管子的排列和管心距
管子在管板上的排列形式主要有正方形排列和三角形排列
两种形式。
三角形排列有利于壳程流体达到湍流且排管数也多。正方形排列有利于壳程的清洗。
为了弥补各自的缺点,就产生了转过一定角度的正方形排列(即转置正方形排列)和留有清洗通道的三角形排列。管间距是两相邻管子中心的距离。管间距愈小则设备愈紧凑,但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大。为此,一般选用范围为(1.25~1.5)(为管外径)