换热器有几种类型图片(换热器原理与种类概述)

Posted 2023-05-27

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换热器有几种类型图片(换热器原理与种类概述)

换热器

换热器概念:

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。因换热器类型繁多，性能不一，根据换热设备用途不同，可归结为管壳式和板式结构两大类。

换热器工作原理：

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过。让热水从管道内流过，由于管道内热水和容器内冷热水的温差，会形成热交换，也就是热平衡。高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交还给容器内的冷水，换热器又称热交换器。

机械结构形式：

换热器的分类良多，可以按传热原理、结构和用途等进行分类，按其结构主要有管壳式和板式两种。根据冷热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类：间壁式、混合式和蓄热式。

管壳式换热器

管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。

根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。

固定管板式换热器

固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接，主要由外壳、管板、管束、顶盖（封头）等部件构成。

固定管板式换热器的优点是：

1. 结构简单；

2. 在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；

3. 每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。

4. 固定管板式换热器的缺点是：

5. 壳程不能进行机械清洗；

6. 当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时会产生温差应力，解决措施是在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高；

7. 只适用于流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的工作场合。

浮头式换热器

浮头换热器是管壳式换热器的一种，它有一端管板不与外壳相连，可以沿轴向进行自由浮动，也称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。

浮头式换热器的优点是：

1. 若换热管与壳体有温差存在，即壳体或换热管膨胀时，不会产生温差应力；

2. 管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。

3. 浮头式换热器的缺点是：

4. 结构较复杂，用材量大，造价高；

5. 如果浮头盖与浮动管板之间密封不严，会发生内漏，造成两种介质的混合。

U型管式换热器

U形管式换热器是管壳式换热器的一种，它由管板、壳体、管束等零部件组成。U型管式换热器的每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，由此，每根管子都可以自由伸缩，而与其他管子和壳体无关。

U型管式换热器的优点是：

1. 管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大温差场合；

2. 它只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简单；

3. U型管式换热器运行可靠，造价低。

4. U型管式换热器的缺点是：

5. 管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半径，管板的利用率较低；

6. 管束最内层的管间距大，壳程易短路。当管内流速太高时，将会对U形弯管段产生严重的冲蚀，影响其使用寿命；

7. 内层管若损坏就不能更换，因而报废率较高。

换热器使用注意事项：

保持管网清洁。无论是在工作前还是工作完成后，都必须清洗管网，避免发生换热器堵塞的现象。此外，要注意对除污器和过滤器的清洗，让整个换热工作顺利完成。

严格把关软化水。在进行供热介质处理前，要检查系统中和软化罐中的水质问题，确定水质合格后可注入。

检验新系统。对于新近的系统，不能立刻使之与换热器进行交替使用，而要使新系统在指定的时间段内运行，在完成运行检验后，才能把换热器并入系统中。这样做的目的是避免管网中的杂质破坏换热器的内部设备。

套管式换热器

套管式换热器是管式换热器的一种，是由两种尺寸不同的标准管连接而成的同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动（或同向）以达到换热的效果。套管式换热器通常由壳体（包括内壳和外壳）、U型肘管、填料函等组成。

套管式换热器的优点是：

1. 结构简单，能耐高压；

2. 传热面积可根据需要增减，应用方便。

3. 套管式换热器的缺点是：

4. 管间接头多，易泄露；

5. 占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。

板式换热器

螺旋板式换热器

螺旋板换热器属于板式换热器的一种，是由两张平行的金属板卷制而成，在其内部形成两个同心的螺旋形通道。换热器中央设置隔板，将螺旋形通道隔开，两板之间焊有定距柱以维持通道间距。

螺旋板式换热器的优点是：

1. 传热系数高；

2. 不易结垢和堵塞；

3. 能利用温度较低的热源；

4. 结构紧凑。

螺旋板式换热器的缺点是：

1. 操作压强和温度不宜太高；

2. 不易检修。