1、列管式换热器的基本结构及选型计算冶金工程 1.列管式换热器的基本结构列管式换热器又称管壳式换热器，是目前应用最广的一种冶金工程间壁式换热器。其结构简单，易于加工，处理能力大，适应性强，操作弹性大，尤其在高温、高压和大型装置中使用更为普遍。列管式换热器由壳体、管束、管板（又称花板）和封头（又称端盖）等部件组成。如图 1-3-34 所示，在圆筒形壳体中装设有由多根平行管组成的管束，管束两端胀接或焊接在管板上。管子在管板上的排列方式可以是三角形、六角形或正方形。为了增加管隙间流体的流速，可在壳体内安装横向或纵向折流挡板，挡板可以是半圆形或圆形。当冷、热两种流体在列管式换热器中进行热交换时，一种流体在
2、管内流过，其行程称为管程；另一种流体在管外流过，其行程称为壳程。管束的表面积即为传热面积。管内流体每通过一次管束称为一个管程。当所需传热面积较大时，为提高流体流速以增大传热系数！在换热器的顶盖可加挡板，使之变为双管程或多管程。列管式换热器操作时，由于两种流体温度不同，其壳体与管束的膨胀程度也不相同。情况严重时可导致设备变形，或使管子扭弯，或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。因此，当温差较大时，必须从结构上采取措施减少甚至消除这种膨胀的影响。目前常用的方法为补偿法，补偿法又可分为:浮头补偿；补偿圈补偿； U 形管补偿等。各种补偿式换热器的结构形式如图 1-3-35 所示。浮头式换热器的两端管板
3、之一不与壳体连接，该端称为浮头，当壳体与管束受热(或受冷)时，管束连同浮头可以自由伸缩，而与壳体的膨胀无关。补偿圈式换热器图 1-3-35(b)则在壳体的适当部位焊上一个补偿圈，当壳体与管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩） ，以适应壳体与管束的不同热膨胀程度。U 形管式换热器 图 1-3-35(c)则将管子弯成 U 形，管子的两端固定在同一管板上，因而使每根管子可自由伸缩，而与其他管子和壳体无关。以上几种形式的换热器，国内已有系列标准可供选用。2.列管式换热器的选型计算(1)换热器内间壁两侧流体的流动方式及平均温差换热器内冷、热两种流体的流动方式大致有以下四种类型（图 1-3-36)，即并流、逆流、图 1-3-34 列管式换热器 1-管板 2-挡板 3-管束 4-壳体 5-封头错流和折流。生产中，以并流和逆流应用最为普遍。两种流体的温度沿传热面的变化情况如图 1-3-36 所示。tl， t2分别表示冷流体的进、出口温度，T pT2分别表示热流体的进、出口温度， AtpAt2分别表示冷、热流体在进、出口两端的温度差，且!t 2。由于热量是由热流体传给冷流体，因此，在传热面上的任何位置，热流体的温度必定高于冷流体的温度。在换热器的设计及传热计算中，进、出口平均温差常用对数平均值计算。下面以并流和逆流为例讨论平均温差计算式的推导。原文地址：http:/
