列管式冷(leng)卻器是目前化工及酒精(jing)生產上應用廣的一(yi)種換熱器。它(ta)主要由殼(ke)體(ti)、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成(cheng)。所(suo)需(xu)材(cai)質(zhi),可分(fen)別采用普通碳鋼、紫銅、或(huo)不銹鋼制作。
在(zai)進行換熱(re)時(shi),一種(zhong)流(liu)(liu)體(ti)由(you)(you)封(feng)頭(tou)的(de)連結管(guan)處進入,在(zai)管(guan)流(liu)(liu)動(dong),從封(feng)頭(tou)另一端(duan)的(de)出口管(guan)流(liu)(liu)出,這(zhe)稱之管(guan)程;另-種(zhong)流(liu)(liu)體(ti)由(you)(you)殼(ke)體(ti)的(de)接(jie)管(guan)進入,從殼(ke)體(ti)上(shang)的(de)另一接(jie)管(guan)處流(liu)(liu)出,這(zhe)稱為殼(ke)程列管(guan)式冷(leng)卻器。
為(wei)了克服溫(wen)差(cha)應力必須有(you)溫(wen)差(cha)補(bu)償(chang)(chang)裝置,一(yi)般在管壁(bi)與殼(ke)壁(bi)溫(wen)度相差(cha)50℃以上(shang)時,為(wei)安全起(qi)見,換熱器應有(you)溫(wen)差(cha)補(bu)償(chang)(chang)裝置。但補(bu)償(chang)(chang)裝置(膨脹節)只能用在殼(ke)壁(bi)與管壁(bi)溫(wen)差(cha)低(di)于60~70℃和殼(ke)程流(liu)體(ti)壓強不高的情況(kuang)。
一般(ban)殼(ke)程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚,難(nan)以伸縮(suo),失去溫差補償的作用(yong),就應考慮其他結(jie)構。列(lie)管式冷卻器的結(jie)構比(bi)較簡單、緊(jin)湊、造價便宜(yi),但管外不能機械(xie)清洗。
此種列管式冷(leng)卻器管束連接在(zai)管板上(shang),管板分別(bie)焊在(zai)外殼(ke)兩端,并在(zai)其上(shang)連接有頂(ding)蓋,頂(ding)蓋和殼(ke)體(ti)裝有流體(ti)進出口接管。通常在(zai)管外裝置一系列垂(chui)直于管束的(de)擋(dang)板。
同時管(guan)(guan)子和管(guan)(guan)板與外殼的連接都是剛性(xing)的,而管(guan)(guan)內管(guan)(guan)外是兩種不同溫度的流體(ti)。因此,當管(guan)(guan)壁與殼壁溫差較大(da)時,由于兩者的熱(re)膨脹不同,產(chan)生了很大(da)的溫差應力,以至(zhi)管(guan)(guan)子扭(niu)彎或使(shi)管(guan)(guan)子從(cong)管(guan)(guan)板上松脫,甚至(zhi)毀(hui)壞換熱(re)器。
換(huan)(huan)熱(re)管(guan)直徑越小(xiao)(xiao),換(huan)(huan)熱(re)器(qi)單位體(ti)積(ji)的(de)傳熱(re)面積(ji)越大。因此,對于潔凈的(de)流體(ti)管(guan)徑可取小(xiao)(xiao)些。但對于不潔凈或易結垢(gou)的(de)流體(ti),管(guan)徑應(ying)取得(de)大些,以(yi)免堵塞。考慮(lv)到制(zhi)造和維修的(de)方(fang)便(bian),加熱(re)管(guan)的(de)規(gui)格不宜過(guo)多(duo)。
目前(qian)我國(guo)試行的(de)(de)系(xi)列標準規定(ding)(ding)采用和(he)兩種規格,對(dui)一般流體是適應的(de)(de)。此外,還有,φ57×2.5的(de)(de)無縫鋼管和(he)φ25×2,的(de)(de)耐(nai)酸不銹(xiu)鋼管。按(an)選定(ding)(ding)的(de)(de)管徑和(he)流速確(que)定(ding)(ding)管子(zi)數目,再根據所需傳熱面積(ji),求(qiu)得管子(zi)長度(du)。
實際所取管(guan)(guan)(guan)長應(ying)根據出廠的鋼管(guan)(guan)(guan)長度(du)合理截用。我國生產的鋼管(guan)(guan)(guan)長度(du)多為(wei)6m、9m,故系列(lie)標(biao)準中(zhong)管(guan)(guan)(guan)長有1.5,2,3,4.5,6和9m六種,其中(zhong)以3m和6m更為(wei)普遍。
同(tong)時,管子(zi)的長(chang)(chang)度又應與(yu)管徑相(xiang)適應,一般管長(chang)(chang)與(yu)管徑之比(bi),即L/D約為4~6。管子(zi)的排列(lie)方(fang)(fang)(fang)式有等邊三(san)角形和正方(fang)(fang)(fang)形兩(liang)種。與(yu)正方(fang)(fang)(fang)形相(xiang)比(bi),等邊三(san)角形排列(lie)比(bi)較緊(jin)湊,管外流(liu)體(ti)湍(tuan)動程度高,表面傳熱(re)系(xi)數大。正方(fang)(fang)(fang)形排列(lie)雖(sui)比(bi)較松(song)散(san),傳熱(re)效(xiao)果也較差,但(dan)管外清洗方(fang)(fang)(fang)便,對(dui)易結垢流(liu)體(ti)更為適用(yong)。