纏繞管式換熱器課件

繞管式換熱器姓名：石倩繞管式換熱器姓名：石倩1目錄3、大型LNG繞管式換熱器1、換熱器傳熱方式2、繞管式換熱器目錄3、大型LNG繞管式換熱器1、換熱器傳熱方式2、繞管式換21換熱器傳熱方式按照傳熱方式分類1）直接接觸式熱流體冷流體冷熱流體直接相容傳熱效率高2）間壁式管壁冷熱流體通過管壁傳熱冷熱流體不接觸3）蓄熱式蓄熱室冷熱流體間接傳熱傳熱不同時(shí)1換熱器傳熱方式按照傳熱方式分類1）直接接觸式熱流體冷流體冷32繞管式換熱器繞管式換熱器：

在芯筒與外筒之間的空間內(nèi)將傳熱管按螺旋線形狀交替纏繞而成，相鄰兩層螺旋狀傳熱管的螺旋方向相反，并采用一定形狀的定距件使之保持一定的間距。2繞管式換熱器繞管式換熱器：42繞管式換熱器繞管式換熱器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積換熱面積大。100-170m2/m3同時(shí)處理多股流體換熱冷熱端溫差小，傳熱效率高自行補(bǔ)償熱膨脹效應(yīng)傳熱計(jì)算復(fù)雜流動(dòng)阻力大殼程流體分布均勻性差對介質(zhì)清潔度高制造成本高，難度大2繞管式換熱器繞管式換熱器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積換熱面積52繞管式換熱器管內(nèi)傳熱與流動(dòng)研究特點(diǎn)：彎曲換熱管的曲率使得管內(nèi)流體慣性力和離心力不平衡，在橫截面發(fā)生

二次流，從而傳熱效果會(huì)得到強(qiáng)化，其性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直管式換熱管。管內(nèi)流動(dòng)幾何模型在傳熱模型建立上，考慮彎曲率和扭轉(zhuǎn)率對管內(nèi)流動(dòng)的影響。結(jié)果表明，與彎曲率相比，扭轉(zhuǎn)率對管內(nèi)的流動(dòng)影響極小。彎曲率使流動(dòng)截面出現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向不同的漩渦，而扭轉(zhuǎn)率只是使一個(gè)漩渦的中心角度發(fā)生扭轉(zhuǎn)，失去對稱性。2繞管式換熱器管內(nèi)傳熱與流動(dòng)研究特點(diǎn)：彎曲換熱管的曲率使得管62繞管式換熱器殼側(cè)傳熱與流動(dòng)研究完整液膜流柱狀液膜流滴狀液膜流傳熱效率降低

特點(diǎn)：兩相制冷劑在殼側(cè)的流動(dòng)屬于降膜流動(dòng)，即在換熱管表面和換熱管中間形成液膜。由于制冷劑的干度逐漸增加，液膜越來越不完整，形態(tài)發(fā)生變化，如右圖所示。2015年，上海交通大學(xué)建立了繞管式換熱器殼側(cè)降膜蒸發(fā)過程中流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模型特定流型下的傳熱和壓降關(guān)聯(lián)式。完善單相和多相傳熱模型，提高傳熱系數(shù)的計(jì)算精度2繞管式換熱器殼側(cè)傳熱與流動(dòng)研究完整柱狀滴狀傳熱效率降低特73大型LNG繞管式換熱器大型LNG繞管式換熱器：常溫的天然氣從換熱器的底部進(jìn)入管程，從過冷的LNG從頂部流出，殼側(cè)內(nèi)的流體為制冷劑，且從頂部進(jìn)入。單線產(chǎn)能在300萬噸/年以上時(shí)溫度應(yīng)力流體均布傳熱效率管路復(fù)雜度繞管式優(yōu)于板翅式3大型LNG繞管式換熱器大型LNG繞管式換熱器：單線產(chǎn)能在384大型LNG繞管式換熱器應(yīng)用場合：大型陸上天然氣液化廠和大型LNG-FPSO(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置)中的主低溫?fù)Q熱器。液化能力：液化能力已經(jīng)由最初的100萬噸LNG/年增到780萬噸LNG/年。國外研究現(xiàn)狀：年產(chǎn)大于780萬噸的單體繞管式換熱器和對FPSO進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以適應(yīng)海上情況國內(nèi)研究現(xiàn)狀：開封空分正在研發(fā)200-300萬噸/年LNG的大

型繞管式4大型LNG繞管式換熱器應(yīng)用場合：大型陸上天然氣液化廠和大型94大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)材料結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算換熱管(高負(fù)荷)(耐低溫)銅或奧氏體不銹鋼鎂鋁合金重量制造奧氏體不銹鋼：18%的鉻，8%的鎳，密度在7.6-8噸/m3鎂鋁合金：鋁為基體，密度在2.7噸/m3，參有部分鎂，

密度約1.7噸/m3，整體密度約為2.15噸/m3；

強(qiáng)度高、塑性好和便于加工等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)空白管板(適應(yīng)性)碳鋼或奧氏體不銹鋼鎂鋁合金不銹鋼復(fù)合鎂鋁合金4大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)材料結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)104大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)連接技術(shù)應(yīng)力載荷均勻熱負(fù)荷均勻換熱管和管板連接：中心筒纏繞技術(shù)：芯體總層數(shù)是49層，為了解決芯體受力不均勻問題，在纏繞到第35層時(shí)增加第二個(gè)中心筒。通過翼板把兩個(gè)中心與殼體連接在一起預(yù)冷段、液化段和過冷段熱負(fù)荷合理分配，互相協(xié)調(diào)強(qiáng)度脹接+密封或焊貼脹+強(qiáng)度焊;連接性能檢驗(yàn)：拉脫、連接和低溫?fù)Q熱管與中心筒的連接：鋁墊條無法直接固定在中心筒上，

第一層管僅作為墊條固定使用4大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)連接技術(shù)應(yīng)114大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)傳熱計(jì)算基礎(chǔ)物性研究：1低溫高壓以及超臨界條件下各組分的熱物性研究；2篩選烴類分析軟件并進(jìn)行二次開發(fā)，為模擬和優(yōu)化流程做基礎(chǔ)；流動(dòng)傳熱模型研究（考慮復(fù)雜相變）1傳熱因子和阻力因子的計(jì)算；2熱負(fù)荷和溫差動(dòng)力之間的關(guān)系難以準(zhǔn)確模擬，需進(jìn)一步研究。4大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)傳熱計(jì)算基礎(chǔ)物12謝謝！謝謝！13作品欣賞謝謝觀看！作品欣賞14繞管式換熱器姓名：石倩繞管式換熱器姓名：石倩15目錄3、大型LNG繞管式換熱器1、換熱器傳熱方式2、繞管式換熱器目錄3、大型LNG繞管式換熱器1、換熱器傳熱方式2、繞管式換161換熱器傳熱方式按照傳熱方式分類1）直接接觸式熱流體冷流體冷熱流體直接相容傳熱效率高2）間壁式管壁冷熱流體通過管壁傳熱冷熱流體不接觸3）蓄熱式蓄熱室冷熱流體間接傳熱傳熱不同時(shí)1換熱器傳熱方式按照傳熱方式分類1）直接接觸式熱流體冷流體冷172繞管式換熱器繞管式換熱器：

在芯筒與外筒之間的空間內(nèi)將傳熱管按螺旋線形狀交替纏繞而成，相鄰兩層螺旋狀傳熱管的螺旋方向相反，并采用一定形狀的定距件使之保持一定的間距。2繞管式換熱器繞管式換熱器：182繞管式換熱器繞管式換熱器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積換熱面積大。100-170m2/m3同時(shí)處理多股流體換熱冷熱端溫差小，傳熱效率高自行補(bǔ)償熱膨脹效應(yīng)傳熱計(jì)算復(fù)雜流動(dòng)阻力大殼程流體分布均勻性差對介質(zhì)清潔度高制造成本高，難度大2繞管式換熱器繞管式換熱器優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積換熱面積192繞管式換熱器管內(nèi)傳熱與流動(dòng)研究特點(diǎn)：彎曲換熱管的曲率使得管內(nèi)流體慣性力和離心力不平衡，在橫截面發(fā)生

二次流，從而傳熱效果會(huì)得到強(qiáng)化，其性能將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于直管式換熱管。管內(nèi)流動(dòng)幾何模型在傳熱模型建立上，考慮彎曲率和扭轉(zhuǎn)率對管內(nèi)流動(dòng)的影響。結(jié)果表明，與彎曲率相比，扭轉(zhuǎn)率對管內(nèi)的流動(dòng)影響極小。彎曲率使流動(dòng)截面出現(xiàn)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向不同的漩渦，而扭轉(zhuǎn)率只是使一個(gè)漩渦的中心角度發(fā)生扭轉(zhuǎn)，失去對稱性。2繞管式換熱器管內(nèi)傳熱與流動(dòng)研究特點(diǎn)：彎曲換熱管的曲率使得管202繞管式換熱器殼側(cè)傳熱與流動(dòng)研究完整液膜流柱狀液膜流滴狀液膜流傳熱效率降低

特點(diǎn)：兩相制冷劑在殼側(cè)的流動(dòng)屬于降膜流動(dòng)，即在換熱管表面和換熱管中間形成液膜。由于制冷劑的干度逐漸增加，液膜越來越不完整，形態(tài)發(fā)生變化，如右圖所示。2015年，上海交通大學(xué)建立了繞管式換熱器殼側(cè)降膜蒸發(fā)過程中流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模型特定流型下的傳熱和壓降關(guān)聯(lián)式。完善單相和多相傳熱模型，提高傳熱系數(shù)的計(jì)算精度2繞管式換熱器殼側(cè)傳熱與流動(dòng)研究完整柱狀滴狀傳熱效率降低特213大型LNG繞管式換熱器大型LNG繞管式換熱器：常溫的天然氣從換熱器的底部進(jìn)入管程，從過冷的LNG從頂部流出，殼側(cè)內(nèi)的流體為制冷劑，且從頂部進(jìn)入。單線產(chǎn)能在300萬噸/年以上時(shí)溫度應(yīng)力流體均布傳熱效率管路復(fù)雜度繞管式優(yōu)于板翅式3大型LNG繞管式換熱器大型LNG繞管式換熱器：單線產(chǎn)能在3224大型LNG繞管式換熱器應(yīng)用場合：大型陸上天然氣液化廠和大型LNG-FPSO(浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存卸貨裝置)中的主低溫?fù)Q熱器。液化能力：液化能力已經(jīng)由最初的100萬噸LNG/年增到780萬噸LNG/年。國外研究現(xiàn)狀：年產(chǎn)大于780萬噸的單體繞管式換熱器和對FPSO進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以適應(yīng)海上情況國內(nèi)研究現(xiàn)狀：開封空分正在研發(fā)200-300萬噸/年LNG的大

型繞管式4大型LNG繞管式換熱器應(yīng)用場合：大型陸上天然氣液化廠和大型234大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)材料結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算換熱管(高負(fù)荷)(耐低溫)銅或奧氏體不銹鋼鎂鋁合金重量制造奧氏體不銹鋼：18%的鉻，8%的鎳，密度在7.6-8噸/m3鎂鋁合金：鋁為基體，密度在2.7噸/m3，參有部分鎂，

密度約1.7噸/m3，整體密度約為2.15噸/m3；

強(qiáng)度高、塑性好和便于加工等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)空白管板(適應(yīng)性)碳鋼或奧氏體不銹鋼鎂鋁合金不銹鋼復(fù)合鎂鋁合金4大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)材料結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)244大型LNG繞管式換熱器繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)連接技術(shù)應(yīng)力載荷均勻熱負(fù)荷均勻換熱管和管板連接：中心筒纏繞技術(shù)：芯體總層數(shù)是49層，為了解決芯體受力不均勻問題，在纏繞到第35層時(shí)增加第二個(gè)中心筒。通過翼板把兩個(gè)中心與殼體連接在一起預(yù)冷段、液化段和過冷段熱負(fù)荷合理分配，互相協(xié)調(diào)強(qiáng)度脹接+密封或焊貼脹+強(qiáng)度焊;連接性能檢驗(yàn)：拉脫、連接和低溫?fù)Q熱管與中心筒的連接：鋁墊條無法直接固定在中心筒上，

第一層管僅作為墊條固定使用4大型LNG繞管式換熱器繞