12大換熱器的原理和組成！

12大換熱器的原理和組成！

今天我們來(lái)了解一下套管式換熱器、浮頭式換熱器、沉浸式蛇管式換熱器、板式換熱器、夾套式換熱器、U型管式換熱器、柱式換熱器、噴淋式換熱器等12種換熱器的原理和組成！

1、套管式換熱器

套管式換熱器↑↑↑

每段套管稱(chēng)為“一程”，內(nèi)管（傳熱管）采用U肘管，外管用短管連接成排，固定在支架上。熱量通過(guò)內(nèi)管壁通過(guò)一種流體傳遞給另一種流體。

熱流體(A流體)通常由上部引入，而冷流體(B流體)則由下部引入。套管內(nèi)外管兩端與內(nèi)管焊接或法蘭連接。內(nèi)管與U肘管多采用法蘭連接，便于清洗、增減傳熱管。每個(gè)傳熱管的有效長(zhǎng)度為4～7米。該換熱器的傳熱面積最大可達(dá)18平方米，因此適用于小容量換熱。

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐高壓。傳熱面積可根據(jù)需要增減，使用方便。

缺點(diǎn):管間接頭多，易泄漏。占地面積大，單位傳熱面金屬消耗量大。

焦化廠蓄熱室↑↑↑

2、浮頭換熱器

浮頭換熱器↑↑↑

浮頭換熱器浮頭結(jié)構(gòu)由圓筒、外蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外蓋、絲孔、鋼圈等組成。鉤圈浮頭的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)換熱管與殼體之間存在溫差，殼體或換熱管膨脹時(shí)，不相互限制，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。管束可以從外殼中提取，以便于管道和管道之間的清潔。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料量大，成本高。如果浮蓋與浮管板密封不嚴(yán)，就會(huì)發(fā)生內(nèi)部泄漏，導(dǎo)致兩種介質(zhì)的混合。

3、沉浸在蛇管換熱中

沉浸在蛇管換熱中↑↑↑

這種換熱器將金屬管彎曲成各種適合容器的形狀，并沉浸在容器中的液體中。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能承受高壓，可采用耐腐蝕材料制造。

缺點(diǎn)：容器內(nèi)液體湍流程度低，管外換熱系數(shù)小。攪拌器可安裝在容器內(nèi)，以提高傳熱系數(shù)。

4、板式換熱器

板式換熱器↑↑↑

板式換熱器是液-液-汽進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備。它是一種新型的高效換熱器，由一系列具有一定波紋形狀的金屬片組成。

板式熱交換器的結(jié)構(gòu)原理：可拆卸板式熱交換器由許多沖壓波紋板組成，通過(guò)墊片密封，用框架和壓力螺旋重疊，板和墊片的四個(gè)角形成流體分配管和收集管，同時(shí)合理分離冷熱流體，通過(guò)板進(jìn)行熱交換。

5、帶補(bǔ)償圈的換熱器

帶補(bǔ)償圈的換熱器↑↑↑

由擋板、補(bǔ)償圈和放熱器組成的換熱器。當(dāng)流體在高溫下?lián)Q熱時(shí)，由于殼體與管束之間的溫差過(guò)大，導(dǎo)致不同的熱膨脹率，補(bǔ)償圈旨在消除這種熱應(yīng)力。

6、板翅式換熱器

板翅式換熱器↑↑↑

它是一種更高效、更緊湊、更輕的熱交換器。過(guò)去，由于制造成本高，只用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門(mén)。它已逐漸用于石化等工業(yè)部門(mén)。

板翅式熱交換器有多種結(jié)構(gòu)形式，但基本元件相同，即在兩個(gè)平行的薄金屬板之間加入波紋或其他形狀的金屬翅片，密封兩側(cè)，即成為熱交換的基本元件。

傳熱效率高，溫度控制好。

翅片薄，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。

翅片具有傳熱面和支撐作用，強(qiáng)度高。

流道狹窄，易堵塞，難以清理。

隔板和翅片很薄，要求介質(zhì)不會(huì)腐蝕鋁，如果腐蝕，造成內(nèi)串泄漏，難以修復(fù)。

復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使設(shè)計(jì)更加困難。

7、夾套換熱器

夾套換熱器↑↑↑

夾套安裝在容器外壁，夾套與容器之間形成的空間作為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通道。但其加熱表面受容器壁的限制，傳熱系數(shù)不高。為了提高傳熱系數(shù)，均勻加熱容器中的液體，可以在容器中安裝攪拌器。當(dāng)夾套通過(guò)冷卻水或無(wú)相變加熱劑時(shí)，也可以在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其他增加湍流的措施，以提高夾套一側(cè)的供熱系數(shù)。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。

缺點(diǎn)：傳熱面積小，傳熱效率低。

8、U型管式換熱器

U型管式換熱器↑↑↑

U型管式換熱器將換熱管彎曲成U型，兩端固定在同一管板上。由于殼體與換熱管分離，換熱管束可自由伸縮，不會(huì)因介質(zhì)溫差而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。U管換熱器只有一塊管板，沒(méi)有浮頭，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。管束可自由提取和安裝，清洗方便，具有浮頭換熱器的優(yōu)點(diǎn)，但由于換熱管半徑不同，最外層換熱管損壞后可更換，其他管損壞只能堵塞管道。同時(shí)，與固定管板式換熱器相比，由于換熱管彎曲半徑的限制，其管束中心存在間隙，流體容易短路，影響傳熱效果。

1、U型換熱管的管束可自由浮動(dòng)，無(wú)需考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差；

2、管板只有一塊，法蘭數(shù)量少，泄漏點(diǎn)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

3、可抽芯清洗管束；

4、由于U管最小彎曲半徑的限制，分程間距較寬，排管較少；

5、當(dāng)管道內(nèi)流量過(guò)高時(shí)，U形彎管段會(huì)受到嚴(yán)重侵蝕，影響使用壽命。

6、由于換熱管為U型，管內(nèi)清洗困難，管內(nèi)介質(zhì)應(yīng)清洗干凈，不易結(jié)垢。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)管板，密封面少，操作可靠，成本低；管束可拔出，管間清洗方便。

缺點(diǎn)：管道清洗困難；由于管道需要一定的彎曲半徑，管板利用率低；管束內(nèi)管間距大，殼體短路；內(nèi)管只能堵塞，不能更換，報(bào)廢率高。

9、列管換熱器

列管換熱器部件↑↑↑

列管式換熱器↑↑↑

列管式換熱器（tubularexchanger）它是目前化工和酒精生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的換熱器。主要由外殼、管板、換熱管、密封頭、折疊擋板等組成。所需的材料可分別由普通碳鋼、銅或不銹鋼制成。

換熱時(shí)，一種流體從封頭的連接管進(jìn)入，從封頭另一端的出口管流出，稱(chēng)為管程；另一種流體從殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一個(gè)接管處流出，稱(chēng)為殼體列管換熱器。

10、螺旋板式換熱器

螺旋板式換熱器↑↑↑

螺旋板是一種傳熱效率好、運(yùn)行穩(wěn)定性高的新型換熱器，可以一起工作。傳熱效率高，運(yùn)行可靠性強(qiáng)，阻力小。但螺旋板式換熱器要求焊接質(zhì)量高，維護(hù)困難。重量大，剛度差，運(yùn)輸安裝時(shí)應(yīng)特別注意螺旋板式換熱器。

11、噴淋式換熱器

噴淋式換熱器↑↑↑

這種熱交換器將熱交換管固定在鋼框架上，熱流體在管道中流動(dòng)，冷卻水從上面的噴霧裝置均勻地淋浴，因此也被稱(chēng)為噴霧冷卻器。噴霧熱交換器的管道外是一層高湍流的液體膜，管道外的熱交換系數(shù)遠(yuǎn)大于沉浸式。此外，這種熱交換器大多放置在空氣循環(huán)中，冷卻水的蒸發(fā)也帶走了部分熱量，可以降低冷卻水的溫度，增加傳熱驅(qū)動(dòng)力。因此，噴淋式換熱器的傳熱效果與沉浸式換熱器相比有了很大的提高。

12、熱管換熱器

熱管換熱器↑↑↑

熱管是一種導(dǎo)熱性高的傳熱元件。它通過(guò)全封閉真空管殼中工作質(zhì)量的蒸發(fā)和凝結(jié)來(lái)傳遞熱量。它具有導(dǎo)熱性高、等溫性好、冷熱兩側(cè)傳熱面積可任意變化、遠(yuǎn)程傳熱、溫度控制等一系列優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗氧化性差，耐高溫性差。通過(guò)在前部安裝一套陶瓷換熱器來(lái)解決這一缺點(diǎn)，陶瓷換熱器更好地解決了耐高溫、耐腐蝕的問(wèn)題。

目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、紡織、機(jī)械等行業(yè)。作為廢熱回收和工藝中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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