管壳式换热器装配图
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
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需要下载⽂档的朋友，请访问化⼯707论坛下载！板式换热器由⾼效传热波纹板⽚及框架组成。
板⽚由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间⽤橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板⽚⽤优质耐腐蚀⾦属薄板压制⽽成，四⾓冲有供介质进出的⾓孔，上下有挂孔。
⼈字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得⾼的传热效果。
并采⽤特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图螺旋板式换热器是⼀种⾼效换热器设备,适⽤汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适⽤于化学、⽯油、溶剂、医药、⾷品、轻⼯、纺织、冶⾦、轧钢、焦化等⾏业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图列管式换热器（⼜名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热⾯积1～500m2，可根据⽤户需要定制。
列管式换热器结构图管壳式换热器是进⾏热交换操作的通⽤⼯艺设备。
⼴泛应⽤于化⼯、⽯油、⽯油化⼯、电⼒、轻⼯、冶⾦、原⼦能、造船、航空、供热等⼯业部门中。
特别是在⽯油炼制和化学加⼯装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图钢衬铜热交换器⽐不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利⽤了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受⼀定⼯作压⼒，⼜使热交换器出⽔质量好。
钢壳内衬铜的厚度⼀般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防⽌在罐内形成部分真空，因此产品出⼚时均设有防真空阀。
此阀除⾮定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低⽔位时从热交换器，或者排⽔系统不良。
管壳式换热器 ppt课件
磁粉检测：通过磁场使焊接接头磁化，在工件表 面均匀撒上磁粉，有缺陷的位置会出现磁粉聚集 现象。
渗透检测：一般探测出的缺陷深度0.02mm宽度约 0.001mm，利用带有荧光染料或红色染料的渗透 剂的渗透作用，经过渗透、清洗、显示处理后用 目视法观察。
对于铬钼钢的材料，在焊接后需进行焊后热处理。
热处理目的：1、对焊缝消除应力，防止焊缝延迟 裂纹的出现。2、对焊缝消氢处理，防止氢腐蚀、 氢脆的出现。
加热方式主要有通过电加热带加热，用保温防火 棉覆盖保温。加热温度大约在200-300℃。消除 应力热处理时间在16-24h以内，消氢热处理保温 时间不少于0.5h。或用火焰加热处理。
双壁（双壁—单影、双壁—双影） 照相成像质量 :对比度、清晰度和颗粒度 像质计应用 :评定底片的灵敏度 底片评定 :判定缺陷合格与否
设备无损检测主要方法：
无损检测:包括射线透照检测、超声检测、表面检 测：（包括磁粉检测、渗透检测、涡流检测）前 两种主要用于探测被检物的内部缺陷，表面检测 用于探测被检物的表面和近表面缺陷。
折流板：提高壳程流体的流速，增加湍动程度并 使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大传 热系数，并且起支持管束的作用。分为弓形和圆 环-圆盘形两种。
管板加工过程：
折流板加工过程：
车床加工管板
管板划线及打点
钻床管板钻孔
换热管预制
换热管分类：
U型换热器换热管弯管：
弯管机弯管（冷弯）
补强圈
接管法兰
补强圈信号孔通压缩空气检漏
信号孔：1、用来检验补强圈焊缝的密封性能。2、 排放补强圈和筒体间气体。
管壳式换热器
第十七章管壳式换热器（shellandtubeheatexchange）本章重点讲解内容：（1）熟悉管壳式换热器的整体结构及其类型；（2）熟悉主要零部件的作用及适用场合；（3）熟悉膨胀节的功能及其设置条件。
第一节总体结构管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。
它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。
管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包起来，形成两个独立的空间。
管内的通道及与其相贯通的管箱称为管程（tube-side）；管外的通道及与其相贯通的部分称为壳程（shell-side）。
一种流体在管内流动，而另一种流体在壳与管束之间从管外表面流过，为了保证壳程流体能够横向流过管束，以形成较高的传热速率，在外壳上装有许多挡板。
以下结合不同类型的管壳式换热器介绍其相应的总体结构。
1、固定管板换热器其由壳体、管束、封头、管板、折流挡板、接管等部件组成。
结构特点为：两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。
换热管束可做成单程、双程或多程。
它适用于壳体与管子温差小的场合。
图1固定管板换热器结构示意图优点：结构简单、紧凑。
在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。
缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50°C）时产生温差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。
固定管板式换热器适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
2、浮头式换热器浮头式换热器适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
结构特点是两端管板之一不与壳体固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，称为浮头。
图2浮头式换热器结构示意图优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。
管壳式换热器结构介绍 ppt课件
螺旋折流板：分为单螺旋折流板和双螺旋折流板优点是换热好，压降低， 流动均匀；缺点是制造困难；设计要点是螺旋角度5-45°，适合的场合 时压降受限，容易结垢的场合。
K型壳体：主要用于管程热介质，壳侧蒸发的工况，在废热回收条件下使 用。
X型壳体：冷热流体属于错流流动，其优点是压降非常小，当采用其他壳 体发生振动，且通过调整换热器参数无法消除该振动时可以使用此壳体 形式，其不足之处是流体分布不均匀，X型壳体并不经常使用。
在化工工艺手册中，I型壳体类型可EDR软件中的不是同一种壳体Байду номын сангаас 其形式见I1，它的使用方式仅有一种搭配，就是BIU，U型管换热器。
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1、管壳式换热器结构介绍
管壳式换热器：是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间 壁式换热器，这种换热器结构较简单、操作可靠，可用各种结构材 料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用 最广的类型。（设计制造遵循标准：国外 TEMA ASME 国内 GB151、GB150）
F型壳体：适用于场地受限，需要双壳程的情况，比较适合于单相换热， 纯逆流换热，传热温差大；缺点是F型壳体有分程隔板，此处会发生漏流， 而且壳程进口与出口处的压差和温差都是最大的，会发生漏温且分程隔 板也容易发生变形。所以F型壳体适用于压差和温差都不大的情况下。
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G型壳体：属于平行流换热器，该换热器的热流体出口温度可以比冷流体 出口温度低，适用于需要做壳侧强化的卧式热虹吸再沸器、冷凝器等。
管壳式换热器完整PPT课件
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六、管板管束制造
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管板：是管壳式换热器的主要部件之一。用来排 布换热管，将管程壳程流体分隔开来，并同时受 管程壳程压力和温度作用。
折流板：提高壳程流体的流速，增加湍动程度并 使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大传 热系数，并且起支持管束的作用。分为弓形和圆 环-圆盘形两种。
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卷板
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卷板方式
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点焊
采用手工电弧焊
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纵焊缝焊接
采用埋弧自动焊
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校圆
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焊后热处理
对于铬钼钢的材料，在焊接后需进行焊后热处理 。
热处理目的：1、对焊缝消除应力，防止焊缝延迟 裂纹的出现。2、对焊缝消氢处理，防止氢腐蚀、 氢脆的出现。
环缝焊接。 环缝无损检测：采用射线检测方法（RT、PT）
筒体与封头组焊
筒体与筒体法兰组焊
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划开孔线：根据图纸确定好开孔位置及尺寸大小 。
切割接管孔：利用气焊切割方法对筒体开孔，并 用砂轮打磨开孔。
气焊切割 Page 28
开孔
接管法兰及补强圈与壳体组焊 补强圈：开孔后，削弱了器壁的强度，并破坏了
高合金钢：具有较好的耐腐蚀耐高温及耐低温性 能。主要有：铬钢、铬镍钢、铬镍钼钢 、0Cr13 、0Cr18Ni9。
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材料基本要求及检验
压力容器对材料应用的基本要求： 强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧性、焊接 性。
这些性能可以通过常规的力学性能试验的到检验 。
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金相检验
加热方式主要有通过电加热带加热，用保温防火 棉覆盖保温。加热温度大约在200-300℃。消除 应力热处理时间在16-24h以内，消氢热处理保温 时间不少于0.5h。或用火焰加热处理。
管壳式换热器ppt课件
类型与结构
类型
根据结构特点和使用要求，管壳式换热器可分为固定管板式 、浮头式、U形管式、填料函式等类型。
结构
主要由壳体、管束、管板、封头等组成，其中管束是换热器 的核心部件，通过两端固定在管板上，与壳体形成封闭空间 。
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管壳式换热器的工作原理
传热原理
热传导
管壳式换热器中的传热过程主要 以热传导为主，热量从高温介质 传递到低温介质，通过管壁和壳
适用范围与限制
适用范围
管壳式换热器适用于高温高压的工况， 以及需要承受较大压力和温度变化的场 合。此外，由于其结构简单、可靠性强 ，管壳式换热器也常用于工业生产中的 加热、冷却和冷凝等操作。
VS
限制
管壳式换热器的传热效率较低，因此不适 用于需要高效传热的场合。此外，由于其 体积较大，管壳式换热器也不适用于空间 受限的场合。
在石油化工领域，管壳式换热器的优点包括高可靠性、耐高温高压、良好的热效 率以及适应性强等，使其成为该领域不可或缺的设备之一。
能源工业领域
能源工业是另一个管壳式换热器得到广泛应用的重要领域。在火力发电、核能发电、水力发电等过程中，管壳式换热器都扮 演着重要的角色。
在能源工业中，管壳式换热器被用于加热和冷却各种流体，如水、蒸汽、油等，以实现能量的转换和回收。其高效可靠的运 行对于提高能源利用效率和降低能源成本具有重要的作用。
维护方便
管壳式换热器的结构简单，拆装方便，便于进行维修和清 洗。
缺点
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传热效率较低
相比于其他类型的换热器 ，管壳式换热器的传热效 率相对较低。这是由于其 结构特点所决定的。
体积较大
管壳式换热器的体积较大 ，需要占用较多的空间。
毕业设计(论文)-U型管式换热器设计(全套图纸)
毕业设计(论文)-U型管式换热器设计(全套图纸)优质资料U型管式换热器设计摘要本文介绍了U型管换热器的整体结构设计计算。
U型管换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以自由伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
U型管式换热器的主要结构包括管箱、筒体、封头、换热管、接管、折流板、防冲板和导流筒、防短路结构、支座及管壳程的其他附件等。
本次设计为二类压力容器，设计温度和设计压力都较高，因而设计要求高。
换热器采用双管程，不锈钢换热管制造。
设计中主要进行了换热器的结构设计，强度设计以及零部件的选型和工艺设计。
关键词：U型管换热器，结构，强度，设计计算目录中文摘要....................................错误！未定义书签。
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绪论 (1)1管壳式换热器的类型、结构与型号 (1)1.1 换热器的零部件名称 (1)1.2 换热器的主要组合部件 (2)2换热器材料选择 (3)2.1 选材原则 (4)3换热器结构设计 (5)3.1 壁厚的确定 (6)3.2 管箱圆筒短节设计 (6)3.3 壳体圆筒设计 (7)3.4 封头设计 (8)3.4.1 后封头计算 (9)3.4.2 管箱封头计算 (10)3.5 换热管设计 (11)3.5.1 换热管的规格和尺寸偏差 (14)3.5.2 U形管的尺寸 (14)3.5.3 管子的排列型式 (15)3.5.4 换热管中心距 (16)3.5.5 布管限定圆 (16)3.5.6 换热管的排列原则 (18)3.6 管板设计 (18)3.6.1 管板连接设计 (21)3.6.2 管板设计计算 (19)3.7 管箱结构设计 (25)3.7.1 管箱的最小内侧深度 (25)3.7.2 分程隔板 (26)4 换热器其他各部件结构 (26)4.1 进出口接管设计 (26)4.1.1 接管法兰设计 (27)4.1.2 接管外伸长度 (29)4.1.3 接管与筒体、管箱壳体的连接 (29)4.1.4 接管开孔补强的设计计算 (30)4.1.5 接管最小位置 (29)4.1.6 壳程接管位置的最小尺寸 (34)4.1.7 管箱接管位置的最小尺寸 (35)4.2 管板法兰设计 (35)4.2.1 垫片的设计 (33)4.2.2 螺栓设计 (34)4.2.3 法兰设计 (40)4.3 折流板 (38)4.3.1 折流板尺寸 (39)4.3.2折流板的布置 (39)4.3.3折流板的固定 (36)4.4 拉杆与定距管 (38)4.4.1 拉杆的结构型式 (39)4.4.2 拉杆的直径和数量 (39)4.4.3 拉杆的尺寸 (46)4.4.4 拉杆的布置 (47)4.4.5 定距管尺寸 (47)4.5 防冲与导流 (47)4.5.1 防冲板的形式 (47)4.5.2 防冲板的位置和尺寸 (47)4.5.3 导流筒 (48)4.6 双壳程结构 (48)4.7 防短路结构 (44)4.7.1 旁路挡板的结构尺寸 (49)4.7.2 挡管 (49)4.7.3 中间挡板 (49)4.8 鞍座 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录英文文摘及翻译 (49)绪论能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中必不可少的设备，几乎一切工业领域都要使用，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。
管壳式换热器ppt课件
b.合理性 可制造加工，成本可接受
c.可靠性 满足操作条件 ,强度足够,保证使用寿命
化工生产对换热设备提出的要求是： 传热效率高，流体阻力小； 强度、刚度、稳定性足够； 结构合理，节省材料，成本较低； 制造、装拆、检修方便等。
第一节 管壳式换热器的总体结构
流 体 流 动 方 向
转角正三角形
正三角形排列的管束
正三角形最普遍，因为在相同的管板面积上排管最多， 结构紧凑，同一板上管子比正方形多排10%左右，但管外清 洗不方便；
适用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。
管板
壳壁内温差应力： s
F As
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管子拉脱力的计算 ——限于管子与管板胀接情况。 1）.介质压力和温差力对管板的作用：
假设 管壁温度＞壳壁温度
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2）.拉脱力的计算
计算的目的：保证胀接接头的牢固连接和良好的密封性。 拉脱力定义：管子每平方米胀接周边上所受的力，单位为
帕。 引起拉脱力的因素为：操作压力和温差力。 （1）操作压力引起的拉脱力qp: 介质压力作用的面积 f 如图示
补偿方法： a.减小壳体与管束间的温度差
使传热膜系数大的流体走壳程； 壳壁温度低于管壁温度时，对壳体进行保温。
b.装设挠性构件 壳体上安装膨胀节；（见书P217 图7-38） 将直管制成带S形弯的管。如氨合成塔内的冷管：
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c.采用壳体与管束自由伸缩的结构 （1）填料函式换热器
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填料函结构之三
；
s
F As
2.由管束与壳体温差引起的热应力
温差应力的产生：
t t (tt to )L S S (ts t0 )L