管殼式換熱器設計要點綜述

　　摘要:管殼式換熱器屬于多腔容器,且因含管板計算,因此設計復雜。文中通過對管殼式換熱器設計要點分類分析,對一些不容易把握的設計問題,提出了建議。文中提出的問題,均來自多年的設計案例。文中還簡要介紹了引進設備設計改造的注意事項。文中示例有助于對設計所涉及問題的處置。

　　1·鋼板、鋼管負偏差問題

　　GB150-1998規定:當鋼材的厚度負偏差不大于0·25?mm,且不超過名義厚度的6%時,鋼材厚度負偏差可忽略不計。負偏差的問題,在設計上錯誤出現頻率較高,可使殼體壁厚小一檔,還可能引起開孔補強不足,應務必引起注意。新版GB713-2008規定的負偏差是0·30mm,鋼材厚度負偏差就不能忽略不計了。鋼管負偏差問題,主要涉及到兩項內容:管束的級別問題(采用普通級的碳素鋼、低合金鋼冷拔鋼管做換熱管為Ⅱ級,其余均為Ⅰ級),會影響到管板和折流板管孔的公差精度,還應注意不同材質的換熱管所對應的管孔公差是不同的;影響到開孔補強效果,鋼管的負偏差均按壁厚的一定比例給出。對于常用的強度計算軟件,?SW6由程序自帶負偏差數據,LANSYS需設計者根據所選板、管標準,輸入相應數據。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。

　　流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器，簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。