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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;管束最内层间距大,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。聚液壳最高和最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最大区别是管束结构,在设计换热管布局时应考虑换热管的最小弯曲半径尺i与分程隔板槽两侧相邻管中心距s的关系。管径越大,最小弯曲半径就越大,大部分换热管的最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,常用换热管的最小弯曲半径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,最内层换热管在排列时需要进行斜向交叉排列。如果最内层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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