列管式換熱器 (tubular exchanger)是目前化工及酒精生產(chǎn)上應用*廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ,可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時,一種流體由封頭的連結(jié)管處進入,在管流動,從封頭另一端的出口管流出,這稱之管程;另一種流體由殼體的接管進入,從殼體上的另一接管處流出,這稱為殼程。
固定管板式
列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜,但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端,并在其上連接有頂蓋,頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的,而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此,當管壁與殼壁溫差較大時,由于兩者的熱膨脹不同,產(chǎn)生了很大的溫差應力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫,甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時,為安全起見,換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚,難以伸縮,失去溫差補償?shù)淖饔茫蛻紤]其他結(jié)構(gòu)。
浮頭式
換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接,另一塊管板不與外殼連接,以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮,但在這塊管板上連接一個頂蓋,稱之為“浮頭”,所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨脹不變殼體約束,因而當兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時,不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應力。其缺點為結(jié)構(gòu)復雜,造價高。
填料函式
這類換熱器管束一端可以自由膨脹,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單,造價也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能,殼程中不應處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。
U型管式
U形管式換熱器,每根管子都彎成U形,兩端固定在同一塊管板上,每根管子皆可自由伸縮,從而解決熱補償問題。管程至少為兩程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨脹。其缺點是管子內(nèi)壁清洗困難,管子更換困難,管板上排列的管子少。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,質(zhì)量輕,適用于高溫高壓條件。