换热器配管设计

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1、中国石化洛阳石油化工工程公司工程手册40SC008-2001换热器配管设计代替:40SC008-1999第1页共42页1、适用范围1.1本设计手册适用于管壳式及套管式热交换器的管道布置。1.2有关空冷式换热器(空冷器)的管道布置不在本手册之列。1.3有关一般的事项要参照PDS320-1-11《管道布置设计总则》2换热器种类2.1按结构分类管壳式换热器(1)浮头式换热器如图2.1(a),传热管也称管束和挡板装配在两侧的管板上，但管束一端的管板(固定管板)用壳体一端的法兰固定，另一端的管板在壳体内不固定，所以壳体和传热管可根据流体温度自由膨胀

2、。另外，这种换热器可将管束从壳体内抽出清扫及检修。该型式的特点如下：1)传热管的内外都能清扫，适用容易产生污垢的流体，所以使用范围广泛。2)因为传热管和壳体都能自由膨胀，所以在温差大的情况下也能使用。3)从1)、2)可知，这种结构的换热器可适用于各种设计操作条件，通用性最大。但其缺点是由于结构很复杂，制造成本高。(2)U形管式换热器如图2.1(b),使用的传热管为U形管，传热管与壳体分开，可分别随流体的温度自由膨胀。另外，能将管束全部抽出清扫及检修，与浮头式换热器结构相同，但浮头式换热器因为是直管、管内也容易清扫，而U形管式换热器的管束为

3、U形管，管内清扫困难。U形管热器的特点如下：1)自由膨胀2)因为能够抽出管束，所以也能方便地清扫管外壁。3)适用于高压流体，高压流体在管内流动，则使承压部分少，减轻重最。4)结构简单，由于管板和壳体法兰少，所以制造较简单。(3)固定管板式换热器如图2.1(C),是将管板焊接在壳体两端。壳程流体与管程流体的温度差使传热管和壳体产生较大的，热应力，固此，管程与壳程流体温差较大时需要在壳体上安装伸缩节吸收热膨胀。该形式的换热器壳侧的清扫，检修及维修困难，所以要求流体腐蚀性少，产生污垢少。固定管板式的特点如下：1)最适用于壳体及传热管温差小，污垢

4、少、热膨胀差小介质和场所。2)作为立式的管式换热器，其用途广泛。(4)釜式换热器如图2.1(d),壳体内上部设有适于蒸汽的空间，同时也作为蒸汽空间，该空间的大小根据蒸汽性质决定，估算时一般壳体大直径为壳体小直径的1.5-2倍。液面高度一般比最上部管至少高50mm。其特点如下：1)作为余热锅炉其结构是很简单的。2)为取得廉价蒸汽而被广泛使用。编制刘建校对谢林章审核李苏秦3）管束可做成浮头式或U形管式，所以也能适用于较赃流体、高压流体。（oD浮头式换热器（lo）U形管换热器（1）壳体（2）壳体盖（3）管箱侧的壳体法兰（4）壳体侧的壳体法兰（5

5、）壳体管嘴（6）浮动管板（7）浮头头盖（8）浮头法兰（9）浮头垫片（10）固定管板（11）管箱（12）管箱头盖（13）管箱管嘴（14）垃杆及定距管（15）挡板及支持板(16)缓冲板(17)折流板(18)排气口(19)排液口(20)仪表接口(21)支座(22)钩圈(23)传热管(24)挡板(25)液面计接口(26)壳体管嘴(27)管箱接口法兰(28)U形管(29)密封垫板图2.1各种多管园筒式换热器(管壳式换热器)套管式换热器(套管或夹套式)由于可采用高低温流体逆流换热，所以热效率高，构造简单。另外具有仅用增减内管、套管的根数，则可任意改变

6、传热面积的优点。因为传热面积大，所以与管壳式换热器相比价格较高。(1)固定式内外管端因是焊接，所以外管侧的清扫困难，不能吸收由于内外管侧温差所造成的热应力。但具有构造简单，价格便宜，制造方便等优点。(图2.3)(2)马蹄型套管式(发夹型，U型)内管能抽出，这样内外管均可清扫，另外，可根据内外管温差使内外管自由膨胀。内管使用翅片管(图)①传热管②传热管法兰③支持片④180。弯头⑤180°弯头法兰⑥套管⑦套管管嘴⑧套管管嘴法兰⑨支架⑩U形螺栓图23套管固定式换热器(1)传热管(内管，传热管)(2)纵向翅片(3)管接头螺栓(联接螺纹)(4)近接

7、头螺母(联接外螺纹)⑸管接头螺母(联接螺母)⑹传热管法兰(内管法兰)⑺套管(8)套管管嘴(9)套管管嘴法兰(10)套管法兰(11)套管盖(12)密封垫板(13)双头螺栓(14)填料箱(15)填料(16)压盖(17)支架图2.4套管马蹄型(发夹型，U型)换热器2.1按使用分类按照使用用途分，有以下两种情况，一种是仅加热或冷却，即不引起流体相变化，另一种是根据加热或冷却进行蒸发或凝结，即引起流体相变化。使用的种类名称一般以用途分类。(1)力口热器是加热流体升到所需温度，以提高流体温度为目的而使用的一种换热器，不引起被加热流体的相变化。热源为蒸

8、汽和装置中的余热。一般使用蒸汽作为热源时，往往将蒸汽所具有的潜热加热给被加热流体,蒸汽为此凝结变为液体，即引起相变化。(2)予热器是以加热流体使流体温度上升为目的，在这一点与加热器相同，但它是