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管殼式換熱器結(jié)構(gòu)

固定管板換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖

常見(jiàn)的管箱結(jié)構(gòu)大致可以分為以下幾類，如上圖所示。

A 型管箱可用于單管程和多管程，優(yōu)點(diǎn)是便于清洗換熱器的管程；缺點(diǎn)是管箱蓋結(jié)構(gòu)用材較多，當(dāng)尺寸較大時(shí)，需要鍛件，故建議A 型管箱宜用于DN≤900mm 的場(chǎng)合。

B 型管箱用于單管程和多管程，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造；缺點(diǎn)是檢修和清洗管程的換熱管內(nèi)時(shí)，需將管箱上的接管法蘭和設(shè)備法蘭拆開(kāi)，并取下整體管箱。

C 型管箱該管箱是多管程換熱器的返回管箱。

D 型管箱該管箱用于單管程換熱器的進(jìn)出口管箱。

管箱平蓋是管箱的重要組成部分，不同的平蓋可以根據(jù)用途、材料耗費(fèi)、方便清潔等方面進(jìn)行選擇。

管箱平蓋的結(jié)構(gòu)型式如圖所示

a) 圖1為整體結(jié)構(gòu)的管箱蓋，主要用于管箱為碳鋼或低合金鋼材料的場(chǎng)合。

圖1 整體結(jié)構(gòu)的管箱蓋

b) 圖2 為復(fù)合結(jié)構(gòu)的管箱蓋，用于管箱為不銹鋼或耐蝕合金材料的場(chǎng)合。

圖2 復(fù)合結(jié)構(gòu)的管箱蓋

c) 圖3 是采用襯板塞焊的管箱蓋，但不適用于真空狀態(tài)的場(chǎng)合。

圖3 襯板塞焊的管箱蓋 

整體結(jié)構(gòu)管箱蓋的有效厚度應(yīng)等于管箱蓋的實(shí)際厚度減去管箱腐蝕裕量或管箱腐蝕裕量與分程隔板槽深度的大值。對(duì)于復(fù)合管箱蓋和襯層管箱蓋，其復(fù)合層或襯層厚度不包括在有效厚度之內(nèi)。

根據(jù)管板與管箱、殼體的連接結(jié)構(gòu)，管板可分為：

a) 延長(zhǎng)部分兼作法蘭的固定管板。

b) 不兼作法蘭，且與殼程、管程筒體焊成一體的固定管板。

如下圖所示：

根據(jù)管板的使用功能（用途），管板分為：

a) 固定管板換熱器的固定管板；

b) 浮頭換熱器的固定管板和浮動(dòng)式管板；

c) U 形管式換熱器的固定管板； 

d) 雙管板換熱器的雙管板； 

e) 薄管板。

在固定管板換熱器中，為避免殼體和換熱管拉伸破壞，換熱管失穩(wěn)，換熱管從管板上拉脫，因此，必須在殼體中間設(shè)一撓性補(bǔ)償元件——膨脹節(jié)，以降低殼體與換熱管的軸向載荷，且可降低熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力，從而適當(dāng)?shù)販p薄管板厚度。

膨脹節(jié)的形式較多，按截面的形狀，有U 型、Ω形，S 型等，在固定管板式換熱器中，采用多也普遍的是U 形波形膨脹節(jié)。

U 形膨脹節(jié)主要由波形管、直邊段兩部分組成，需要時(shí)還可能設(shè)內(nèi)襯筒，加強(qiáng)環(huán)等，見(jiàn)圖所示：

換熱器用膨脹節(jié)也可分為單層和多層膨脹節(jié)

a) 對(duì)于固定管板換熱器，在設(shè)計(jì)要求的承載能力，補(bǔ)償呈剛度和疲勞壽命的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用單層波形膨脹節(jié)。

b) 在下列情況子下，可選用多層波形膨脹節(jié)

1）須承受較高壓力，且要求較大的位移補(bǔ)償能力；

2）承受較高的疲勞壽命的要求；

采用多層波形膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下：

1) 柔性好，補(bǔ)償能力高；

2) 疲勞壽命比單層結(jié)構(gòu)高（國(guó)外資料介紹是單層的6 倍）；

3) 結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料；

4) 在高壓情況下，不會(huì)突然破裂，不易有危險(xiǎn)性。

換熱管是換熱器的核心部分，不同的管徑、形狀、排列形式的換熱管等都會(huì)影響換熱器的效率。

換熱管的推薦定尺長(zhǎng)度為1.5，2.0，2.5，3.0，4.5，6.0，7.5，9.0，12.0m。

換熱管的常用規(guī)格見(jiàn)下表1

表1 換熱管的常用規(guī)格

U 形換熱管

U 形管彎管段的彎曲半徑R（如下圖所示）應(yīng)不小于兩倍的換熱管外徑，常用換熱管的小彎曲半徑R _min 按表2選取。