换热器文献综述——U型管换热器与浮头式换热器

U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较

U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较

【摘要】换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体一这些过程均和热量传递有着密切系，因而均可以通过换热器来完成，换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。

【关键词】浮头式换热器 U型管换热器 管板换热管

随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求:

(1)合理地实现所规定的工艺条件；(2)结构安全可靠；(3)便于制造，安装。操作和维修；(4)经济上合理。

浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动．壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。(也可设计成不可拆的)。这样为检修．清洗提供了方便。但该换热器结构较复杂。而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。因此，在安装时要特别注意其密封。 在设计时必须考虑浮头管板的外径Do，该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙bl=3~5mm。这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出，以便于进行检修、清洗。浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。

钩圈对保证浮头端的密封，防止介质问的串漏起着重要作用。随着幞头式换热器的设计制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。

钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑，便于制造和拆装方便。

浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验。尽管近年来受到不断涌现的新型换热器的挑战，但反过来也不断促进了自身的发展。故迄今为止在各种换热器中扔占主导地位。

管子构成换热器的传热面，管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时，换热器单位体积的换热面积大一些，设备比较紧凑，单位传热面积的金属消耗量少，传热系数也较高。但制造麻烦，管子易结垢，不易清洗。大直径管子用于粘性大或者污浊的流体，小直径的管子用于较清洁的流体。管子材料的选择应根据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。

1、浮头式换热器的优缺点：

优点：(1)管束可以抽出，以方便清洗管，壳程；(2)介质问温差不受限制；

(3)可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6 4兆帕；

(4)可用于结垢比较严重的场合；(5)可用于管程易腐蚀场合。

缺点：(1)小浮头易发生内漏；(2)金属材料耗量大、成本高20％；(3)结构复杂。

U型管换热器的换热管呈U型，两端固定在同～管板上,管束可以自由伸缩，不会因介质温差而产生温差应力.因这种换热器只有一块管板,且无浮头.因而价格比浮头式便宜,结构也简单。管束可以抽出清洗管间，这是此种换热器的优点