产品详情
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46为U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(液)体,防止有毒气(液)体的外溢。聚液壳和处需分别设置放空口和放净口,用于及时导出渗漏气(液)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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