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U形管換熱器

發布者: 發布時間:2017-08-03 23:10:23 點擊次數: 關閉

U形管式換熱器

概述

U形管式換熱器每根管子均彎成U形,流體進、出口分別安裝在同一端的兩側,封頭內用隔板分成兩室,每根管子可自由伸縮,來解決熱補償問題。

主要特點

結構簡單,只有一個管板,密封面少,運行可靠,造價低;管束可抽出,管間(殼程)清洗方便。質量輕,適用于高溫和高壓的場合。管程清洗困難,管程流體必須是潔凈和不易結垢的物料,由于管子需要一定的彎曲半徑,故管板利用率低;管束內層間距大,殼程易短路;內層管子不能更換,因而抱人率高。U形管式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質易結垢,而管程介質清潔不易結垢以及高溫、高壓、腐蝕性強的場合。一般高溫、高壓、腐蝕性強的介質走管內,可是高壓空間減小,密封易解決,并可節約材料和減少熱損失。

應用范圍

換熱器是廣泛應用于汽車、航空、石油化工、動力、醫藥、冶金、制冷、輕工、食品、工程機械等行業的一種通用設備,約占工藝設備總量的20%70%。按其傳熱面的形狀和結構進行分類可分為管型、板型和其他形式換熱器。目前常用的換熱器種類有浮頭式、固定管板式和U形管式,其中以浮頭式換熱器居多。固定管板式換熱器由于自身結構,應用的場合有限;浮頭式換熱器零部件多,易拆卸和清理,但檢修的工作量大,容易內漏;而U型管式換熱器的管板比固定管板式換熱器少,其泄漏點就相應減少。此外,U型管式換熱器的殼程水壓試驗后烘干也比較容易,而且它的適用場合廣、檢修簡單、操作彈性好。如果換熱器的換熱面積小、殼程與管程的溫差較大或殼程介質很容易臟、管束表面需要經常清理地,一般都采用U型管式換熱器。

結構特點

U型管式換熱器,單臺換熱器共有兩塊管板,如下圖1所示(件號45為中間擋板,件號46U形換熱管,件號47為內導流筒)。

 

這種換熱器有一半管束管內外介質的流動方向為并流,另一半管束管內外介質的流動方向為逆流。U型管式換熱器的雙管板之間一般采用聚液殼彼此連接。聚液殼可以用來調整管板間距且保證兩管板相互平行。同時,聚液殼用來封閉相鄰兩管板之間泄漏出的氣()體,防止有毒氣()體的外溢。聚液殼高和低處需分別設置放空口和放凈口,用于及時導出滲漏氣()體。如果殼程與管程之間溫差很大,為了降低殼程與管程管板與換熱管連接處的應力,應盡量降低短節的壁厚,必要時可增加一個膨脹節。

設計要求

U形管換熱器與其他類型換熱器的大區別是管束結構,在設計換熱管布局時應考慮換熱管的小彎曲半徑尺i與分程隔板槽兩側相鄰管中心距s的關系。管徑越大,小彎曲半徑就越大,大部分換熱管的小彎曲半徑大于分程隔板槽兩側相鄰管中心距;且U形管彎曲段的彎曲半徑R應不小于兩倍的換熱管外徑,常用換熱管的小彎曲半徑R可查手冊選取。

因此,為了保證適合分程隔板槽兩側相鄰管的中心距,內層換熱管在排列時需要進行斜向交叉排列。如果內層U形管之間的間距過大時,可設置假管或者擋板。

技術參數

U形管式換熱器的主要參數

公稱直徑DN/mm

管程數 N

管子根數n

中心排管數

管程流道面積/m2

換熱面積/m2

換熱管外徑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排管數按正方形旋轉45°排列計算。

②計算換熱面積按光管及公稱壓力2.5MPA的管板厚度計算。



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