管道換熱器分類

1、固定管板式換熱器

這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜，但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。 為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，為安全起見，換熱器應(yīng)有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6MPa時由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。

2、浮頭式換熱器

換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。

3、填料函式換熱器

這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，造價也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。

4、U型管式換熱器

每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補償問題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。

特點

有一定的溫度補償能力、處理量大、能承受高壓、可應(yīng)用于各種傳熱場合優(yōu)點。 

管道換熱器研究問題

套管式換熱器雖然具備了很多其他換熱器所沒有的優(yōu)勢，但是依然有很多缺點和不足，依然有很多有待改進的地方。

1、改進后的套管式換熱器，如固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填料函式換熱器、U型管式換熱器雖然在傳熱性能上有所提升，但是研究方向忽視了流體對換熱器效率本身的影響，不同流體速率下套管換熱器的換熱系數(shù)存在差異。如何通過改進流體流動速率，從而改變換熱系數(shù)提高換熱效率未被大家所重視。從改變換熱器性能指標上出發(fā)，采用多種方式綜合提升換熱器效率是更加有效的改進方向。

2、換熱器設(shè)計時管子與管子的連接、管板結(jié)構(gòu)、溫差應(yīng)力、拉脫力以及換熱器材料和冷卻介質(zhì)的選擇。

管道換熱器發(fā)展趨勢

套管式換熱器作為一種主流的換熱器，被廣泛的用于制冷、石化、化工，新能源等工業(yè)領(lǐng)域。由于套管式換熱器是被廣泛使用的，其本身的傳熱效率的提高能為我們的工業(yè)生產(chǎn)提供更為和節(jié)能的生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)率，減少能源消耗，對于制冷、石化、化工、新能源等工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)率能起到至關(guān)重要的作用。

隨著國家環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展政策的提出，人們環(huán)保意識的增長，新技術(shù)的日益更新，新材料的不斷出現(xiàn)，國家和企業(yè)對新型環(huán)保節(jié)能的套管式換熱器的要求將會越來越高。通過對套管式換熱器的傳熱過程和傳熱系數(shù)的研究，套管式換熱器的實際工作環(huán)境、安全可靠性、安裝、操作、維修等方面的研究，提出新的方法和理論，改進換熱器的工作效率。傳熱性能更好，造價更低的各種新型材料將會在套管式換熱器的設(shè)計和制造中大量出現(xiàn)和使用。在設(shè)備工程中，節(jié)能環(huán)保始終排在優(yōu)先地位。套管式換熱器的設(shè)計也不例外，如何利用更小的能耗更低的污染來試驗熱量傳導(dǎo)的大化是套管式換熱器以后發(fā)展的重中之重。