填料函式换热器

管子与管板焊接连接
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（3）胀焊结合
胀焊结合适用于密封性能较高及有间隙腐蚀的场合，以 及承受振动或疲劳载荷的场合。这种结构按加工工艺过程 有先胀后焊和先焊后胀两种型式。 特点：先胀后焊使管壁紧贴于管板孔壁上，防止焊接后
再胀管引起焊缝产生裂纹；但在胀管时使用的润滑油可能
进入接头的缝隙中，影响焊缝质量。先焊后胀能防止油污 对焊缝质量的影响，但先焊后胀有时会使焊缝受到损坏。
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板式换热器的结构特点：传热效率高，比管壳 式换热器高２倍以上；使用安全可靠；占地小， 易维护；很容易改变换热面积或流程组合；有利 于低温热源的利用；阻力损失小；冷却水量小； 垫圈常需要拆卸和清洗，故泄露的可能性大；投 资效率低；不易处理有悬浮物的物料；使用温度 不能很高，处理量也相对较小。
3.管板与壳体、管箱的连接方式
（1）管板通过垫片与壳体法兰和管箱法兰连接。
（2）管板直接与壳体圆筒和管箱圆筒形成整体
结构。
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（三）管箱结构
管箱的作用是把管道中来的流体均匀分布到
各换热管中，将换热管内流体汇集在一起送出换
热器。管箱的结构与换热器是否需要清洗，是否
需要分程有关。
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三、换热器的清洗 1.机械清洗法 （1）手工清洗法； （2）风力与电动工具法； （3）球胶清洗； （4）喷砂除垢法； （5）液流和高压水射流除垢； （6）高压喷射干冰除垢。 2.化学清洗法 （1）溶剂法； （2）表面活性剂清洗法； （3）酸洗除垢法。
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（二）板式换热器
1.板式换热器在工业中的应用 2．板式换热器的结构 板式换热器是由很多波纹形或其他型式突出物的传热板， 按一定间隔，通过垫片压紧而成的。主要由板片、密封垫片、 压紧板、轴等零部件组成。板片组装时，A片和B片交错排列。 各板之间形成狭窄的网形流道。板片上的四角有4个孔，形 成了介质的分配管和汇集管。密封垫片把冷、热两流体密封 在换热器内，同时又合理地将冷、热两介质分开不致混合， 在许多通道里面，冷、热介质分别流入各个通道，可以逆流， 也可以并流，在流动过程中，两种介质通过板片换热。
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（三）板翅式换热器 1.板翅式换热器在工业中的应用 2.板翅式换热器的基本结构 板翅式换热器的板束是由翅片、隔板和封条三 部分组成。在相邻的两隔板之间放置翅片及封条， 组成夹层，称为通道。将这样的夹层根据介质的 不同流动方式叠置起来焊成整体，即组成板束 （或称芯体）。
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３.板翅式换热器的结构特点 传热效率高；结构紧凑、重量轻；适用范围广； 制造工艺复杂，要求严格；容易堵塞，清洗和检 修较困难，若因腐蚀产生内漏，则很难修理。
第三节 板面式换热器简介
板式、板翅式、螺旋板式以及伞板换热器等， 都属于传热面用板做成的板面式换热器，它们不 同于传热面用管做成的管式换热器。 （一）螺旋板式换热器 1.螺旋板式换热器在工业中的主要应用 螺旋板式换热器具有体积小、效率高、制造简 单、成本较低能进行低温差热交换等优点，近年 来在各行业中应用日趋广泛。
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2.主要防振措施 （1）降低流体在壳程的流速。 （2）提高管子的固有频率，最有效的方 法是减小跨距。 （3）改变折流板的型式，以改变换热管 的支承状况。
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二、管壳式换热器的检修 （一）换热器检修内容 1.换热器小修主要内容 （1）清扫管程内部及头部积垢； （2）通过试压找出泄露的管子和管口； （3）对泄露的管子进行补胀、补焊，或用锥形 堵头堵死； （4）对管束进行试压。
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（2）焊接 换热管与管板用焊接连接，目前应用较广泛，因为管孔不
需开槽，且换热管端不需退火，制造加工方便。
特点：焊接结构强度高，抗拉脱力强，焊接部分有泄露时
可补焊。如需要更换换热管，可采用专用刀具拆卸，比胀接
方便。一般焊接对压力和温度无限制，但不适用于较大振动 及有间隙腐蚀的场合。
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填料函式换热器适用于管壳壁温差较大，或 介质易结垢，需经常清理且压力不高的场合。
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填料函
填料函式换热器
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第二节 管壳式换热器
二、管壳式换热器结构
（一）换热管
1．换热管结构与材料 换热管一般采用无缝钢管，为了强化传热，可采用翅 片管、螺纹管、螺旋槽管。 2．换热管在管板上的排列方式 换热管在管板上的排列方式主要有四种：正三角形、 转角三角形、正方形、和转角正方形。
一般情况下，板束两侧各有1-2层不走介质的强 度层，或称之为假通道。再在板束上配置适当的 介质进出口的分配段和集流箱，就组成一个完整 的板翅式换热器。
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板翅式换热器
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第四节 换热设备的使用与维护
（一）日常检查 检查内容包括运行异声、压力、稳度、泄露、 介质、基础支架、保温层、振动、仪表灵敏度等. （二）腐蚀分析和防护 1.腐蚀部位及原因 换热管及与管板的连接处是经常发生腐蚀的部 位，离管子入口端40-50cm处的管端腐蚀最易发 生，这与入口介质的涡流磨损与腐蚀共存有关， 管在内侧有遗物堆积或粘着也易产生腐蚀。壳体 及其附件完全是焊接结构，因此焊缝及热影响区 易发生腐蚀、裂纹。
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（二）管板 1.管板与换热管的连接 管板主要是用来连接换热管，同时将管程和壳 程分隔，避免冷热流体相混合。换热管与管板的连 接结构主要有胀接、焊接、胀焊结合三种。 （1）胀接 利用胀管器进行，其基本原理是拍使换热管扩张 产生塑性变形与管板贴合。 特点：胀接结构简单，换热管修补容易。由于胀 接管端处在胀接时产生塑性变形，存在着残余应力， 随着温度的上升，残余应力逐渐消失，使管端处密 封和结合力降低。
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二、 换热设备的类型 （4）蒸发器。用于加热液体，使其蒸发汽化。 （5）再沸器。用于加热已被冷凝的液体，使其再 受热汽化，为蒸馏过程专用设备。 （6）冷却器。用于冷却流体，使其达到所需温度。 （7）冷凝器。用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其液 化。
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（二）按传热面形状和结构分类 （1）管式换热器 通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管 的结构型式可分为管壳式、蛇管式、套管式、翅 片式换热器。 （2）板面式换热器。通过板面进行传热的换 热器。按传热板的结构型式可分为板式、螺旋板 式、板翅式、热板式换热器等。
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2.防止壳程腐蚀的方法 (1）壳程为电解质时，应避免选用不同电解电位材质的 折流板；（2）在已制成的换热器中有折流板对壳体的电 化学腐蚀，要做到定期检查，折流板部分的壳体更要重点 检查；（3）壳体外侧进行补强；（4）对已造成的壳体减 薄，检修时要对减薄部分堆焊；对必须采用高电位折流板 的情况，壳体内侧应作贴衬处理。
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（三）振动的防护 1.振动的原因及危害 换热器管子产生振动的原因主要有两种：一是 外界激振源引起的振动，如往复式压缩机的脉动 气流引起的振动。另一种是流体流动激振，又可 分为管侧和壳侧流体激发的振动。一般情况下， 管侧流动激发的振动振幅小往往可忽略，壳侧激 振需考虑。 振动破坏的位置：管子中间位置处、紧靠折流 板缺口处、折流板管口内、传热管原有的一些细 小裂纹或缺陷，因振动逐渐扩展，最终导致破坏。
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第五章 换热设备
课件设计：陈玉华
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第一节 换热设备的应用及类型
一、换热设备的应用
换热设备用来实现物料之间的容量传递，在石
化、冶金、电力行业应用普遍。在换热设备中，
应用最广泛的是管壳式换热器。
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换热器
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二、 换热设备的类型 （一）按用途分类 （1） 加热器。用于把流体加热到所需温度，被 加热流体在加热过程中不发生相变。 “相”的概念， 举例如气相、液相、固相。 （2）预热器。用于流体的预热，以提高整套工艺 装置的效率。 （3）过热器。用于加热饱和蒸汽，使其达到过热 状态。
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2.管板与壳体的连接 管板与壳体的连接型式有不可拆式连接、可 拆式连接两种。 不可拆式连接 固定管板式换热器管板与壳体用焊接连接， 为不可拆连接。 可拆式连接
U形管式、浮头式及填料函式换热器，一般 采用管板本身不直接与壳体焊接，而通过壳体上 法兰和管箱法兰夹持固定，以便抽出管束进行维 化工人才的摇篮 护和清洗。
结构复杂，造价高；浮头盖与浮动管板之间若密封不严会发生
内漏。 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于 结垢的场合。
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浮头式换热器
1.管程隔板；2.壳程隔板；3浮头
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3.U形管式换热器 结构特点：只有一个管板，换热管为U形，管子两端固定在 同一管板上。 U形管式换热器的优点：结构简单，密封面少，运行可靠， 造价低；管束可以自由伸缩，不会产生温差应力；管束可以抽出， 管间清洗方便。 缺点：管内清洗困难；由于管子需要有一定的弯曲半径，故 管板的利用率较低；管束最内层管间距大，壳程易短路；内层管 子坏了不能更换，因而报废率较高。 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，可使高压空间减小，也 易解决密封问题。
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固定管板式换热器
1.折流板；2.膨胀节；3壳体
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2.浮头式换热器
结构特点：后端管板不与壳体固定连接，可在壳体内沿轴向 自由伸缩，称为浮头。浮头式换热器的优点：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。缺点：
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管壳式换热器
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板面式换热器
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第二节 管壳式换热器