换热器形式
换热器类型大全PPT课件
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：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。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：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三、列管式换热器的构造原理、特点：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四、管壳式换热器的构造原理、特点：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五、容积式换热器的构造原理、特点：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。
换热器
3.3 换热器选择3.3.1 换热器的类型换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
其中间壁式换热器按传热面的形状和结构可分为：管壳式、板式、管式、液膜式、板壳式与热管。
目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。
近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。
在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。
列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类。
各类换热器特性如下表。
表3-1 各类换热器特性3.3.2 换热器选型原则换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。
本项目选用目前应用最广泛的列管式换热器。
列管式换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。
一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。
从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。
但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。
①壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50～70℃。
而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。
②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。
综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。
3.3.3换热管规格选择①管子的外形：列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。
一般按光滑管设计。
当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。
②管子的排列方式：相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使单位传热面积的金属耗量降低。
换热形式beu
换热形式beu
换热形式是指热能在热传导过程中传递或转化的方式。
在不同的工程领域中，根据传热的特定情况，选择不同的换热形式可提高传热效率、降低成本或满足特定需求。
常见的换热形式包括：
1. 对流换热：指通过液体或气体的对流，将热传导到加热介质。
此方式广泛应用于加热器和冷却器中。
3. 相变换热：指将热能用于物质的相变过程中，如将固态的冰转化为水，这种转化的同时也吸收了大量的热量。
此方式广泛应用于蒸发器、冷凝器、蒸汽发生器等领域。
4. 热传导换热：指通过热传导方式，将热能从一个介质传递到另一个介质。
此方式常用于换热器中，如常见的壳管式换热器、板式换热器等。
5. 混合换热：指将多种不同的换热方式组合使用，从而实现更高效的传热。
如对流和辐射相结合的方式。
除此之外，还有更具特殊性质的换热形式。
如波动换热、化学反应换热等，这些都是应用于特殊的领域，需要更高的技术水平与操作经验。
总之，不同的换热形式在实现热能传递或转化方面都有其特定的应用领域和优缺点。
选用合适的方式，可以更加高效地实现热能的转化和利用。
第四节 其它形式换热器简介
有相变化传热： 蒸气冷凝 ： 1）滴状冷凝， 2）不凝气体排放， 3）气液流向一致 ， 4）合理布置冷凝面， 5）利用表面张力 （沟槽 ，金属丝） 液体沸腾： 1）保持核状沸腾， 2） 制造人工表面，增加汽化核心数。 ◎ 提高传热推动力 加热蒸汽P ， ◎ 改变传热面积A 关于传热面积A的改变，不以增加换热器台数，改变换热器的 尺寸来加大传热面积A，而是通过对传热面的改造，如开槽及加翅 片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热 过程。
易结垢的流体
例.空气冷却器：
翅片管结构示意图：
增加传热面积及管外流体 翅片的作用： 的湍动程度。
风机：提高空气流速。 空气冷却器的特点：
优点：省水。 缺点：设备庞大，消耗动力。
壳程强化传热
改变管子外形或 在管子外加翅片 采用新型折 流板结构 采用折流杆代替 折流板 壳程分程
强化管式换热器：
1、介质多种多样，工作 条件各不相同。
余 热 锅 炉 的 特 点
2、应特别考虑防腐、防尘、 磨损等问题。
3、热负荷波动会影响余热 锅炉的操作稳定性。 4、工作条件苛刻，结构、 材料等方面要求高。
5、余热锅炉工作情况的变化 会影响到生产操作的稳定性。
余热锅炉的结构形式
管壳式余热锅炉 烟道式余热锅炉 釜式 列管式 盘管式
10.2MPa 汽水混合 物
高温转化 气主线
副线
汽水混合物
加冷却水
高温水煤气
气化炉
烟 道 式 锅 炉
7 热管换热器
热管换热器工作原理示意图
热管是一种新型高效的传热元件， 具有其他换热器不能比拟的优点。 石油化工厂，常用作加热炉的空气 预热器。
传热强化技术
传热方程式
换热器类型及相关特点说明
换热器类型及相关特点说明化工工业中不同介质之间存在有大量热交换, 其中很大部分的热交换是通过换热器来完成的。
换热设备是化肥,化工,炼油工业及其他许多工业部门应用最广泛的设备, 在化工企业的建设中换热设备占总投资很大比重。
因此保证换热设备安全运行对其维护和检修质量是非常重要的。
1 管壳式换热器的类型特点常用的管壳式换热器有固定管饭式、浮头式和“U ”型管式。
(1)固定管板式换热器是将两端管板直接与壳体焊接在一起。
主要由外壳、管板、管束、封头等主要部件组成。
壳体中设置有管束,管束两端采用焊接、胀接或胀焊并有的方法将管子固定在管板上,管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。
固定管板式换热器的结构简单、造价低廉、制造容易、管程清洗检修方便,但壳程清洗困难,管束制造后有温差应力存在。
当换热管与壳体有较大温差时,壳体上还应设有膨胀节。
(2)浮头式换热器一端管板固定在壳体与管箱之间, 另一端管板可以在壳体内自由移动,也就是壳体和管束热膨胀可自由。
故管束和壳体之间没有温差应力。
一般浮头可拆卸,管束可以自由地抽出和装入。
浮头式换热器的这种结构可以用在管束和壳体有较大温差的工况。
管束和壳体的清洗和检修较为方便, 但它的结构相对比较复杂,对密封的要求也比较高。
(3)U形管式换热器是将换热管炜成U形,两端固定在同一管板上。
由于壳体和换热管分开,换热管束可以自由伸缩,不会由于介质的温差而产生温差应力。
U形管换热器只有一块管板,没有浮头,结构比较简单。
管束可以自由的抽出和装入,方便清洗,具有浮头式换热器的优点,但由于换热管做成半径不等的U形弯,最外层换热管损坏后可以更换外,其它管子损坏只能堵管。
同时,它与固定管板式换热器相比,由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心部分存在空隙,流体很容易走短路,影响了传热效果。
2 管壳式换热器的失效形式换热器常见的损坏形式是腐蚀而泄露,壳体减薄。
腐蚀的部位主要在换热管、换热管与管板的连接处及壳体。
立式换热器的常见分类
立式换热器的常见分类立式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
根据其特点和应用领域的不同，可以将立式换热器分为以下几类。
一、按照换热方式分类1. 直接换热器：直接换热器是指通过两种介质的直接接触来进行换热的设备。
它们通常由一系列平行的管道组成，介质在管道内流动，通过管壁的传热来实现换热。
直接换热器的优点是传热效率高，但介质之间可能会发生混合。
2. 间接换热器：间接换热器是指通过壁面传热来实现介质之间的换热的设备。
介质之间通过壁面进行传热，互不混合。
间接换热器的优点是介质之间不会发生混合，适用于换热介质之间有化学反应或不允许混合的情况。
二、按照结构形式分类1. 管壳式立式换热器：管壳式立式换热器是一种常见的换热设备，由一个外壳和一组内部管子组成。
热介质通过管子流动，被换热介质包围在外壳中，通过管壁进行传热。
管壳式立式换热器结构简单，换热效率高，广泛应用于化工、石油、制药等行业。
2. 管束式立式换热器：管束式立式换热器是一种将多个管子束在一起形成一个整体的换热设备。
管束式立式换热器的优点是结构紧凑，占地面积小，适用于空间有限的场合。
它常用于空调、冷却系统等领域。
3. 管盘式立式换热器：管盘式立式换热器是一种将多个管子和盘片组合在一起形成一个整体的换热设备。
盘片的存在增加了传热面积，提高了换热效率。
管盘式立式换热器广泛应用于化工、冶金、电力等行业。
三、按照工作原理分类1. 对流换热器：对流换热器是指通过流体的对流传热来实现换热的设备。
流体在换热器内流动，通过流体之间的对流传热来实现换热。
对流换热器的优点是传热效率高，但对流换热器的传热系数受流体流动状态的影响较大。
2. 辐射换热器：辐射换热器是指通过辐射传热来实现换热的设备。
辐射换热器通常由辐射管或辐射板组成，通过辐射传热来实现换热。
辐射换热器的优点是传热系数不受流体流动状态的影响，适用于高温、高压、高粘度等特殊工况。
四、按照应用领域分类1. 化工立式换热器：化工立式换热器广泛应用于化工生产过程中的换热操作。
换热器形式和优缺点
管壳式换热器根据其结构的不同，可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定，可以是单管程或多管箱，
管束不可拆，管板可延长兼作法兰。
优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。
缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
2、浮头式换热器
优点：填料函结构较浮头简单，检修清洗方便；无温差应力，（具备浮头式换热器的优点，消除了固定管板式换热器的缺点）。
缺点：密封性能较差，不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
（简单介绍滑动管板式换热器，它是填料函式换热器的变形。它把填料函式换热器中的滑动管箱改进为滑动管板，而管箱部分固定。另外简单介绍双管板结构。）
优点：结构简单，造价较低，不会产生温差应力，外层管清洗方便。
缺点：管内清洗因管子成U形而较困难，管束内围换热管的更换较困难，管束的固有频率较低易激起振动。
4、填料函式换热器
组成：管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点：一侧管箱可以滑动，壳体与滑动管箱之间采用填料密封。管束可抽出，管板不兼作法兰。
5、釜式重沸器
它是固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器壳体的变形，主要是将壳程空间加倍增大，结构上留有一定的蒸发空间。类似于现在的容积式换热器。（容积式换热器壳程介质一般为水，用于供暖。）
组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
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换热器形式
这个可以在GB151中找到。
前端管箱型式代号
根据前端管箱的类型主要分为以下几种类型：
(1) A型：平盖管箱，管箱端部为平盖与管箱法兰通过螺栓、垫片来连接；
(2) B型：封头管箱，管箱端部为椭圆封头；
(3) N型：与管板制成一体的固定管板管箱，管箱端部为平盖，与A型管箱类似；
2.1.2 壳体型式代号
(1) E型：单程壳体，详见GB151-1999表7；
(2) I型：U形管式换热器壳体，详见GB151-1999表7中I型；
(3) K型：釜式重沸器壳体，主要用于带蒸发空间的换热器；
(4) O型：带外导流筒的换热器壳体，主要用于浮头式换热器；
2.1.3 后端结构型式代号
(1) L型：与A相似的固定管板结构；
(2) M型：与B相似的固定管板结构；
(3) N型：与N相似的固定管板结构
以上分类详见GB151-1999中图1-7主要部件分类及代号，以上前端、壳体、后端任意组合，构成不同形式的管壳式换热器，本软件根据石油化工（尤其是烯烃、炼油等）工艺过程中常用的类型组合出总计16种换热器；详见2.2节。
2.2 换热器型式代号
根据换热器2.1节中所列出的前管箱、壳体、后端管箱类型，本软件对其进行了组合，提供了组合后各类型换热器的“数据模板”，供用户在输入数据时，可直接选择相应的换热器类型数据模板，以节省数据输入的时间。
根据组合，软件主要提供了下几类换热器的模板数据，供用户根据工艺条件所定的换热器类型进行选择，见下表：
代号简图描述
1.AEM 前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带标准椭圆封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式或耳式；
2.AEM（CONE）前端管箱为A型平盖管箱，后端管箱为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座；主要用于塔器的再沸器；
3.AKL 前端管箱及后端管箱均为A型平盖管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；
4.AES 前端管箱为A型平盖管箱，后端为S型，浮头式换热器，支座为鞍式支座；
5.AKU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；
6.AIU 前端管箱为A型平盖管箱，壳程为I形，U形管换热器，支座为鞍式支座；
7.BEM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为鞍式支座；
8.BEM（CONE）前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为带锥形封头的M型管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板换热器，支座为耳式支座，主要用于塔器的再沸器；
9.BES
前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端为S型的浮头式换热器，支座为鞍式支座；
10.BKU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为U形管式釜式重沸器，支座为鞍式支座；
11.BIU 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，壳程为I型，U形管换热器，支座为鞍式支座；
12.BKM 前端管箱为B型标准椭圆封头管箱，后端管箱为M型标准椭圆封头管箱，管板延长部分兼作法兰的固定管板式釜式重沸器，支座为鞍式支座；
13.NEN 前、后端管箱为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的固定管板换热器；支座为鞍式支座；
14.NKN 前、后端管箱均为N型平盖管箱，管板不兼作法兰、管箱筒体与管板联为一体的釜式重沸器，支座为鞍式支座；
15.AOS 与AES浮头式换热器类似，所不同的是，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进出口处液体分布更为均匀；
16. BOS 与BES浮头式换热器类似，在壳程的进出口处设置有外导流筒，可使进口处流体分布更为均匀。