各種類新?lián)Q熱器簡(jiǎn)介(與“換熱器”相關(guān)共50張)

換熱器

解釋說明思路：一.換熱器的概念二.工作原理三.換熱器機(jī)械結(jié)構(gòu)形式四.其他形式一.換熱器的概念：

換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工,石油,動(dòng)力,食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備,在生產(chǎn)中占有重要地位.在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等,應(yīng)用更加廣泛。換熱設(shè)備因其用途不同，類型繁多，性能不一，但均可歸結(jié)為管殼式結(jié)構(gòu)和板式結(jié)構(gòu)兩大類。

二.工作原理

換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，即在一個(gè)大的密閉容器內(nèi)裝上水或其他介質(zhì)，而在容器內(nèi)有管道穿過。讓熱水從管道內(nèi)流過。由于管道內(nèi)熱水和容器內(nèi)冷熱水的溫度差，會(huì)形成熱交換，也就是初中物理的熱平衡，高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞，這樣就把管道里水的熱量交換給了容器內(nèi)的冷水，換熱器又稱熱交換器。三.機(jī)械結(jié)構(gòu)形式

換熱器的分類良多，可以按傳熱原理、結(jié)構(gòu)和用途等進(jìn)行分類，按其結(jié)構(gòu)分類主要有管殼式和板式兩種。1.管殼式概念：

管殼式換熱器由一個(gè)殼體和包含許多管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過管壁進(jìn)行換熱的換熱器。它適應(yīng)于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個(gè)方面。通常管殼式換熱器的工作壓力可達(dá)4兆帕，工作溫度在200℃以下，在個(gè)別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800mm以下，管子長度在9m以下,在個(gè)別情況下也有更大或更長的。特點(diǎn)：

管殼式換熱器操作適應(yīng)性廣,堅(jiān)固耐用,可處理殼程壓力30MPa、管程壓力65MPa以下以及溫度為-196～+600℃的物料,采用特殊設(shè)計(jì)或材料,其操作范圍還可擴(kuò)大。類型：

管殼式換熱器又可分為固定管板式、U形管式、浮頭式及填料函式，管殼式換熱器是進(jìn)行熱交換操作的通用工藝設(shè)備。廣泛應(yīng)用于化工、石油、石油化工、電力、輕工、冶金、原子能、造船、航空、供熱等工業(yè)部門中。特別是在石油煉制和化學(xué)加工裝置中，占有極其重要的地位。

管殼式換熱器

又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。

結(jié)構(gòu)：

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(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)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(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。

換熱管：

流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為最簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)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(nèi)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(yīng)用。

換熱管是管殼式換熱器的傳熱元件,采用高效傳熱元件是改進(jìn)換熱器傳熱性能最直接有效的方法。國內(nèi)已使用的換熱管有以下幾種。(1)螺紋管(2)T形翅片管(3)表面多孔管(4)螺旋槽紋管(5)波紋管圖示（管板式）：管殼式換熱器的制造：

氯氣過熱器是造紙堿回收生產(chǎn)中的設(shè)備之一,用來實(shí)現(xiàn)物料之間的熱量交換。該過熱器為一管殼式換熱器,管束材料為NCu30,介質(zhì)為氯氣。由于其接觸腐蝕性介質(zhì)的面積很大,因此對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求很高。下面將蘭州節(jié)能環(huán)保工程有限公司制造氯氣過熱器的工藝介紹如下。氯氣過熱器由管程和殼程兩部分組成,見圖1。主要材料的化學(xué)成分及機(jī)械性能如表2所示三種換熱器綜合性能對(duì)比

3種換熱器綜合對(duì)比見表1,表中緊湊性是換熱器總傳熱面積與其體積的比值,該值越大占地面積越小。經(jīng)濟(jì)性是指單位傳熱面積的金屬耗量,該值越小造價(jià)越低。價(jià)格比指相同工況和材料下的相對(duì)價(jià)格比,并以固定管板作為基數(shù)。表中換熱器采用公稱壓力2.5MPa,6000mm管長作對(duì)比。在同等條件下,固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)最緊湊,U形管式和浮頭式換熱器相當(dāng)。固定管板式換熱器最經(jīng)濟(jì),浮頭式換熱器較差。若工況允許,選擇換熱器的次序?yàn)楣潭ü馨迨?、U形管式、浮頭式。參考文獻(xiàn)1.淺談管殼式換熱器《科技信息》2.管殼式換熱器的制造《化工裝備技術(shù)》第25卷第2期2004年3.管殼式換熱器結(jié)構(gòu)型式及經(jīng)濟(jì)性比較《石油化工設(shè)備》第32卷第2期2001年由于其接觸腐蝕性介質(zhì)的面積很大,因此對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求很高。往在水與蒸汽工況條件下，析出的富集Cl-與H+形成HCl,使槽底縫由于套管式熱管比常規(guī)重力式熱管有著顯著的優(yōu)點(diǎn),所以在工業(yè)應(yīng)用中,同樣工況下的換熱面積較小,傳熱系數(shù)高,是重力式熱管的倍(已通過使用檢驗(yàn)),換熱效果優(yōu)于重力式熱管,且設(shè)計(jì)靈活方便,節(jié)省空間,投資較小。通常管殼式換熱器的工作壓力可達(dá)4兆帕，工作溫度在200℃以下，在個(gè)別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。5MPa,6000mm管長作對(duì)比。（4）密封槽底中的有害元素往往是粘結(jié)劑中的Cl因溫度傳熱膜系數(shù)要比管殼式高2-4倍，還可實(shí)現(xiàn)理想的逆流換熱，有效對(duì)數(shù)平均溫差比管殼式為高，對(duì)數(shù)平均溫度差校正系數(shù)接近，而管殼式通常要低于。1-a;貼面式，見2.進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；5MPa,6000mm管長作對(duì)比。特別是在石油煉制和化學(xué)加工裝置中，占有極其重要的地位。當(dāng)換熱管壁溫低于200℃時(shí)，允許壁溫差大于表中列值。2）本標(biāo)準(zhǔn)的公稱換熱面積是計(jì)算面積經(jīng)圓整后的值。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型?？蚣苡晒潭▔壕o板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。各內(nèi)管與外管板的固定方式可以采用螺栓密封連接方式(圖3),耐壓性能雖有所下降,但易于檢驗(yàn)、檢查和維修。2.板式

類型：

板式換熱器又分為螺旋板式、板片式和板翅式三種，板式換熱器由高效傳熱波紋板片及框架組成。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動(dòng)壓緊板之間，在換熱器內(nèi)部就構(gòu)成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。壓緊板上有本設(shè)備與外部連接的接管。板片用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕金屬薄板壓制而成，四角沖有供介質(zhì)進(jìn)出的角孔，上下有掛孔。人字形波紋能增加對(duì)流體的擾動(dòng)，使流體在低速下能達(dá)到湍流狀態(tài)，獲得高的傳熱效果。

結(jié)構(gòu)：

板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。

板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個(gè)角上開有角孔，用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。

框架由固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。

板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成。

特點(diǎn)：1.與管殼式相比,盡管其壓降很大,但由于液體在凹凸的板面上流動(dòng),二流道反復(fù)膨脹收縮,使其在相同芽茶下具有較高的傳熱效率.其臨界Re僅為10-400，這與板表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。因此，流體黏度小于Pa且在低Re下操作時(shí)，板式換熱器以多半在湍流下運(yùn)行。2.傳熱膜系數(shù)要比管殼式高2-4倍，還可實(shí)現(xiàn)理想的逆流換熱，有效對(duì)數(shù)平均溫差比管殼式為高，對(duì)數(shù)平均溫度差校正系數(shù)接近，而管殼式通常要低于。

3.占地面積比管殼式小，可適應(yīng)熱載荷變化，傳熱板片可隨時(shí)檢查，清洗和更換。

4.板片是由金屬薄板冷卻而成，因此可用熱加工不好的材料制造：板片厚度一般為，比管殼式要小一倍，因而其熱阻較低，所需傳熱溫差小，可實(shí)現(xiàn)二流體溫度相近的患熱狀態(tài)和低品位熱量回收。

應(yīng)用：

板式換熱器適用于無相變的液液傳熱，也可用于冷凝，對(duì)于板式冷濕器只是將其角孔放大，以適合較大的汽相流量，其傳熱板的波紋要適合冷凝液的流通。但對(duì)于流量大的低密度的氣氣和蒸汽冷凝，需要有很大的板片進(jìn)出空流到孔口，因而在使用上受到了限制，用于蒸發(fā)操作的板式換熱器，其板片結(jié)構(gòu)完全不同。

板式換熱器在20世紀(jì)20年代開始應(yīng)用于食品行業(yè)。60年代末，英國APV公司首先將其推廣應(yīng)用于。據(jù)APV公司報(bào)道，現(xiàn)已在200多各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，單片濃硫酸的冷卻最大面積，但臺(tái)最大組裝面積274m，角孔最大直徑400mm，最大壓力.5MPa。最大流量，最高使用溫度175C。示圖（板式）：

設(shè)備堵塞與結(jié)垢

1堵塞

板式換熱器的流道間隙較?。ǎ?，直徑大于～3mm的顆粒雜物容易阻塞板片通道，使設(shè)備的壓力降急劇惡化，導(dǎo)致設(shè)備因堵塞而換熱能力大幅降低，嚴(yán)重的造成裝置連續(xù)生產(chǎn)中斷。因?yàn)檠h(huán)水中雜質(zhì)較多，同類裝置E208/E209曾經(jīng)多次堵塞，從而造成裝置頻繁停工，給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來一定的影響。后來，在E208/E209前增加了易拆清的過濾器，保證E208/E209的長周期運(yùn)行。所以根據(jù)需要可在介質(zhì)的進(jìn)口處設(shè)置粗過濾器或反沖洗裝置，能有效的防止板式換熱器的堵塞。2結(jié)垢

結(jié)垢可導(dǎo)致傳熱設(shè)備的傳熱系數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞板片通道。板式換熱器的板片設(shè)計(jì)有大量的支承點(diǎn)，旨在對(duì)介質(zhì)起擾流（使介質(zhì)紊流以提高傳熱系數(shù)）和承壓支承作用，是固體雜物和纖維容易集聚的地方，其副作用是使流體形成了局部的滯流而生成污垢積瘤，介質(zhì)中的鈣鎂離子在適宜的溫度析出后很容易在積瘤上附著長大，形成蜂窩狀的垢樣。堵塞與結(jié)垢在成因上雖然不同，但在板式換熱器上的影響現(xiàn)象是相同的?？刹捎幸韵聦?duì)策緩解結(jié)構(gòu)問題：（1）板式換熱器不宜用在較臟或易的環(huán)境（2）使用未經(jīng)軟化的冷卻水作冷卻介質(zhì)時(shí)，操作溫度應(yīng)控制在50℃左右或者更低，以避開介質(zhì)中鈣鎂離子析出的敏感溫度。各種因素對(duì)板式換熱器的影響1.壓力影響可拆卸板式換熱器在額定工作壓力之內(nèi)使用時(shí)出現(xiàn)泄漏，除設(shè)備在制造裝配方面的質(zhì)量因素外，主要與系統(tǒng)中出現(xiàn)的非正常沖擊載荷有關(guān)（水錘、氣錘），這是一般操作者不易觀察到的現(xiàn)象。沖擊所造成的瞬間壓力峰值往往比正常的工作壓力高出1～3倍，使安裝在板式換熱器中的橡膠密封墊移位，導(dǎo)致密封失效。由于該種設(shè)備的傳熱元件采用不銹鋼薄板制造（厚），其密封剛性相對(duì)較差且密封周邊很長，所以耐沖擊力的能力遠(yuǎn)低于管殼式換熱器。防范措施：（1）鑒于板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可根據(jù)操作壓力情況，在設(shè)備選型時(shí)提高設(shè)計(jì)壓力～2倍。（2）使用中盡量避免系統(tǒng)出現(xiàn)的沖擊現(xiàn)象。（3）在發(fā)生過此類事故的應(yīng)用場(chǎng)合，根據(jù)情況也可采取增加板片厚度的措施，其效果很明顯。2.溫度影響

溫度的急劇變化也能造成密封失效。當(dāng)溫度變化過快時(shí)，橡膠密封墊的線脹系數(shù)與彈性變形量和密封預(yù)緊力不相匹配，使密封預(yù)緊力下降，造成設(shè)備承壓能力低于額定設(shè)計(jì)壓力。對(duì)此可采用如下解決辦法：（1）在操作設(shè)備時(shí)升壓升溫應(yīng)盡量平穩(wěn)。（2）可在夾緊螺柱上增加預(yù)緊彈簧，有效的補(bǔ)償密封預(yù)緊力的變化，防止泄漏。3.時(shí)間影響使用或閑置幾年的設(shè)備，密封材料的自身老化有可能影響密封可靠性，所以應(yīng)利用檢修機(jī)會(huì)及時(shí)更換新的密封墊片。4腐蝕腐蝕是復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象，奧氏體不銹鋼板式換熱器表現(xiàn)出的腐蝕現(xiàn)象大多是Cl-引起的應(yīng)力腐蝕，常發(fā)生在板片密封槽底部以及有污垢形成后的垢底部位，其主要成因：（1）不銹鋼傳熱板片由機(jī)械沖壓而成，不可避免地殘存一定量的表面殘余應(yīng)力，對(duì)于不含鉬元素的不銹鋼薄板，表面殘余應(yīng)力的消除是很困難的，或者甚至是不可行的。（2）板片組裝后形成了多縫隙結(jié)構(gòu)，如板片之間的觸點(diǎn)、密封槽底等部位。而縫隙容易造成Cl-的富集，局部富集程度往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了不銹鋼自身抗應(yīng)力腐蝕的能力。（3）當(dāng)板片表面的污垢嚴(yán)重時(shí)，介質(zhì)中的腐蝕元素（Cl、S等）可能大量附著于污垢，并在垢底縫隙處富集。（4）密封槽底中的有害元素往往是粘結(jié)劑中的Cl因溫度升高溫析出來的。如氯丁膠系列的粘接劑、壓縮石棉（含有CaCl2）,往往在水與蒸汽工況條件下，析出的富集Cl-與H+形成HCl,使槽底縫隙處發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕開裂。5.結(jié)論

總之通過正確的選用、操作和維護(hù)，就能有效地降低板式換熱器使用中故障出現(xiàn)的概率，延長設(shè)備的運(yùn)行周期，從而充分發(fā)揮板式換熱器高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，為公司獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)《板式換熱器應(yīng)用中存在的問題及對(duì)策》/張鐵柱《化工機(jī)械工程手冊(cè)》中卷余國安3.高溫高壓換熱器

背景：用于化工裝置中的高溫高壓換熱器,目前已經(jīng)不太罕見。最近,隨著化工工藝的高溫高壓化,高溫高壓換熱器的使川也越來越廣泛,同時(shí)隨著化工設(shè)備的大型化,它也有大型化的趨勢(shì)。因此,對(duì)高溫高壓換熱器來說,會(huì)碰到一般換熱器所沒有遇到的問題,同時(shí)在設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)等方面,都還要求很嚴(yán)格.類型:

列管式換熱器,根據(jù)規(guī)范的分類方法,可進(jìn)行幾百種類型的排列組合,但在實(shí)際上使用的類型則少得多。高溫高壓列管換熱器,以管束結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類時(shí),與一般列管式換熱器一樣,可分為固定管板式、U形管式及浮頭式三種。

圖示（高溫高壓換熱器）:固定管板式:U形管式:浮頭式:參考文獻(xiàn)《高溫高壓換熱器設(shè)計(jì)的若干問題》河北工學(xué)院商政宋1972《高溫高壓換熱器運(yùn)行故障分析及處理措施》周有石,姜紅超4.套管式換熱器

概念：

套管式換熱器是用兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接稱為同心圓的套管，外面的叫殼程內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動(dòng)(或同向)以達(dá)到換熱的效果。工作原理：

套管式熱管換熱器結(jié)構(gòu)為兩不等徑的圓管同心相套,又稱其為徑向熱管,這是因?yàn)槠錈崃總鬟f方向?yàn)閺较?。?dāng)外管外側(cè)為高溫側(cè),內(nèi)管內(nèi)側(cè)為低溫側(cè)時(shí),處于真空狀態(tài)的套管間隙內(nèi)熱側(cè)工質(zhì)受熱汽化膨脹,與冷側(cè)工質(zhì)形成高速對(duì)流并在冷側(cè)凝結(jié),即當(dāng)熱量傳入熱管的外管時(shí),工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā),流向冷側(cè),在那里介質(zhì)蒸汽被冷卻,釋放出汽化潛熱,冷凝變成液體,然后返回?zé)醾?cè),如此反復(fù)循環(huán),通過工質(zhì)的相變和傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞。特點(diǎn)：1.熱量傳遞方向可以雙向進(jìn)行,既可以由外向內(nèi)傳遞,也可以由內(nèi)向外傳遞;而常規(guī)重力式熱管只能由蒸發(fā)段傳向冷凝段,不能反向傳遞。2.工作時(shí)相對(duì)重力場(chǎng)方向可以任意擺放,由垂直到平行角度任意;而常規(guī)重力式熱管不能垂直于重力場(chǎng)方向工作。3.由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的路程比常規(guī)重力式熱管有極大的縮短,傳熱系數(shù)增大,所以其兩側(cè)熱阻很小,溫差相應(yīng)也很小。

4.由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)熱量傳遞的橫截面積比常規(guī)重力式熱管有極大的增加,兩側(cè)單位面積的熱負(fù)荷可以很大;沒有常規(guī)重力式熱管的音速極限、攜帶極限,更無毛細(xì)極限和沸騰極限。由于套管式熱管比常規(guī)重力式熱管有著顯著的優(yōu)點(diǎn),所以在工業(yè)應(yīng)用中,同樣工況下的換熱面積較小,傳熱系數(shù)高,是重力式熱管的倍(已通過使用檢驗(yàn)),換熱效果優(yōu)于重力式熱管,且設(shè)計(jì)靈活方便,節(jié)省空間,投資較小。示圖（套管式換熱器）：

圖1所示的套管束模型中,換熱管束由眾多的套管組成,每一根套管均由一根外管及其內(nèi)部的一根同心內(nèi)管共同構(gòu)成,固定管束的管板共有4道,各外管兩端固定于兩道內(nèi)管板上,各內(nèi)管兩端固定于兩道外管板上。在每一個(gè)換熱套管中,由內(nèi)管與外管之間的間隙做為流體流動(dòng)的流道,該流道呈薄層,截面為圓環(huán)狀。該結(jié)構(gòu)可以使B相流體在薄層的環(huán)形流道內(nèi)前進(jìn),接受雙向傳熱。除固定管板套管式列管換熱器的基本形式外,U形管套管式列管換熱器及浮頭式套管束換熱器(圖2)的高溫適應(yīng)性能更好。

各內(nèi)管與外管板的固定方式可以采用螺栓密封連接方式(圖3),耐壓性能雖有所下降,但易于檢驗(yàn)、檢查和維修。對(duì)于套管式列管換熱器,其結(jié)構(gòu)改進(jìn)的重點(diǎn)不是管外的流體,也不是管徑的縮小和管內(nèi)外表面結(jié)構(gòu)形式的變化,而在于將板式類薄層換熱結(jié)構(gòu)包含于管殼式換熱器之中,將板式類換熱器高換熱性能和管殼式換熱器高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)融于一體,是一種結(jié)構(gòu)巧妙意義深遠(yuǎn)的新式換熱器,仔細(xì)分析這種套管式列管換熱器的原理,可以說其結(jié)構(gòu)新穎,構(gòu)思巧妙,設(shè)計(jì)成功,理論獨(dú)到,實(shí)踐上也是可行的。套管式列管換熱器的核心及重要意義

套管式列管換熱器的核心是由眾多套管形成的套管束,其設(shè)備主要結(jié)構(gòu)由筒體、封頭、管板及套管束等組成。兩側(cè)封頭與筒體相連,筒體每端各固定兩道管板,兩端共4道管板。由套管束構(gòu)成換熱管束,管束中的每組套管均由一根內(nèi)管及一根外管組成。其中,套管中各外管固定在兩道內(nèi)管板上(上內(nèi)、下內(nèi)),套管中各內(nèi)管固定在兩道外管板上(上外、下外)。這種結(jié)構(gòu)在其加熱器內(nèi)部形成了3個(gè)流體流動(dòng)的空間,即各內(nèi)管內(nèi)部的內(nèi)流空間、各外管外部的外流空間及各內(nèi)外管之間環(huán)形流道的間流空間。由于具有3個(gè)流體流動(dòng)的空間,所以它不僅適用于二相流體的換熱,而且也適用與三相流體間換熱。其重要意義在于以下幾個(gè)方面：1.改善了設(shè)備換熱性能在列管式換熱器基礎(chǔ)上加以改進(jìn),換熱方式以薄層換熱為主,這種換熱方式的優(yōu)點(diǎn)在板式換熱器和螺旋板換熱器上已經(jīng)得到證明。通過這種改進(jìn),換熱器的傳熱系數(shù)和換熱速率有很大的提高。

2.增強(qiáng)了設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力使管殼類換熱器與板式類換熱器在傳熱系數(shù)與換熱性能方面的巨大差距縮小以至于消失,增強(qiáng)了設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力。

3.開辟了新的換熱理論這種換熱器不僅設(shè)計(jì)構(gòu)思了環(huán)形流道的模式,而且發(fā)了環(huán)狀流動(dòng)的概念,奠定了雙面換熱的理論[4];不僅提供了一種堅(jiān)固高效的換熱器設(shè)備,而且開啟了傳質(zhì)與傳熱領(lǐng)域內(nèi)一個(gè)新的極具生命力的研究方向。伴隨著這一方向理論的探討與深入以及這一換熱設(shè)備的日臻完善與開發(fā),我國換熱器領(lǐng)域的研究與制造水平在世界舞臺(tái)上又將有一個(gè)質(zhì)的飛躍。

4.對(duì)板式換熱技術(shù)的發(fā)展有促動(dòng)作用解決了長期困擾板式換熱器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低,應(yīng)用領(lǐng)域始終受限制的問題。這種新型高效換熱器結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有板式換熱器技術(shù)的發(fā)展有推動(dòng)作用。

5.拓寬了換熱設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域由于該設(shè)備綜合了管殼類換熱器高強(qiáng)度及板式類換熱器換熱效率高的優(yōu)點(diǎn),而且其傳熱性能更優(yōu)于板式類換熱器,它具備快速冷卻和快速加熱能力且換熱溫差較小兩大優(yōu)勢(shì),這都能增加換熱單元設(shè)備的應(yīng)用范圍,增加工藝設(shè)計(jì)中傳熱操作的設(shè)計(jì)范疇,為小溫差回收熱能、小溫差冷卻以及快速精確恒溫控制的換熱設(shè)計(jì)提供了可能性。

6.有利于理想型換熱器的研究與探索到目前為止,應(yīng)該說還沒有一種讓人們覺得很理想的換熱器結(jié)構(gòu)形式。始終居于主導(dǎo)地位的管殼類換熱器換熱性能不理想,板式類換熱器換熱性能優(yōu)良但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低使其應(yīng)用范圍受限。所以,換熱設(shè)備實(shí)際上是一種換熱和強(qiáng)度不能兼顧的無奈局面。套管式列管換熱器在探索融合管殼式換熱器和板式類換熱器二者優(yōu)點(diǎn),尋求提供一種理想型的可以作為更新?lián)Q代的換熱器結(jié)構(gòu)形式方面,邁出了具有實(shí)質(zhì)性意義的一步。這將引起人們對(duì)這方面問題的重新重視和注意,加大投入研究和開發(fā)的力度,其結(jié)果不僅可能導(dǎo)致?lián)Q熱理論和設(shè)備水平的又一次提高,而且可能會(huì)對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn),對(duì)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)有不可估量的促進(jìn)意義。

通過以上分析可以看出,與管殼式換熱器相比,套管式列管換熱器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相同,換熱效率大幅提高;與板式類換熱器相比,換熱效率相同。結(jié)構(gòu)變化對(duì)換熱能力的影響1..傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器，同時(shí)還可以選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側(cè)流體的傳熱系數(shù)，因此它的傳熱效果好。其結(jié)構(gòu)是兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程”，程的內(nèi)（傳熱管）、外管分別用U形肘管和短管依次連接成排,固定于支架上（見圖套管式換熱器的結(jié)構(gòu)a）。熱量通過內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（A流體）由上部引入,而冷流體（B流體）則由下部引入。示圖：2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱面積增減自如。因?yàn)樗蓸?biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，安裝時(shí)無需另外加工。其他類型型式一.結(jié)構(gòu)型式1焊入式：即管板焊于法蘭密封面下方的筒體上(見圖1.1)圖

2.貼面式：即管板貼于法蘭密封面上(見圖1.2)圖二.安裝型式1.立式

1)單管程(焊入式，見圖2.1.1-a;貼面式，見2.1.1-b).2.1.1-a2.1.1-b2)雙管程(焊入式，見圖2.l.2-a;貼面式）見圖2.l.2-b;2.l.2-a2.l.2-b2.臥式