第一節(jié) 煤化、石化、鹽化等管殼式換熱器產(chǎn)品定義及基本屬性
一、產(chǎn)品定義、分類
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。
管殼式換熱器(shellandtubeheatexchanger)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)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。
由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：
1、固定管板式換熱器
管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。
2、浮頭式換熱器
管束一端的管板可自由浮動(dòng)，完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。
3、U型管換熱器
每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，但管程不易清洗。
二、產(chǎn)品所屬 行業(yè) 界定
煤化、石化、鹽化等管殼式換熱器屬于煉油、化工生產(chǎn)專用設(shè)備制造 行業(yè) （代碼3621）。
該 行業(yè) 指煉油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)專用設(shè)備的制造，但不包括包裝機(jī)械等通用設(shè)備的制造。
第二節(jié) 煤化、石化、鹽化等管殼式換熱器產(chǎn)品應(yīng)用概況
一、產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域
換熱器在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。這些過程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過換熱器來完成。
管式換熱器根據(jù)構(gòu)造不同可分為四大類，分別應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。
1、固定管板式換熱器
換熱器兩端管板和殼體是連為一體的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，適用于殼體和管束溫差小、管外物料比較清潔、不易結(jié)垢的場合。當(dāng)殼體和管子之間的溫差較大且殼體承受壓力不太高時(shí)，可采用帶溫差補(bǔ)償裝置的固定管板式換熱器。
2、浮頭式換熱器
一端管板用法蘭與殼體連接固定，另一端在殼體中自由伸縮，整個(gè)管束可以由殼體中拆卸出來。適用于殼體與管束間溫差大且需經(jīng)常進(jìn)行管內(nèi)外清洗的場合。
3、U型管式換熱器
每根換熱管都彎成U型,管子的兩端分別安裝在某一端固定管板的兩側(cè)，中間用隔板分成兩室。用于殼體與管子間溫差大的場合，但管內(nèi)清洗比較困難。
4、填料函式換熱器
以填料形式密封管程、殼體相對(duì)滑動(dòng)的部分。結(jié)構(gòu)簡單,維修方便.適用于溫差較大,且需經(jīng)常更換管束的場合,但不宜用兩種介質(zhì)混合后有危險(xiǎn)的工況。
二、產(chǎn)品基本應(yīng)用要求 分析
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，我國對(duì)某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：
（1）合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；
（2）結(jié)構(gòu)安全可靠；
（3）便于制造、安裝、操作和維修；
（4）經(jīng)濟(jì)上合理。
第三節(jié) 煤化、石化、鹽化等管殼式換熱器產(chǎn)品發(fā)展歷程
由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。
二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開始注意。
60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期，為了強(qiáng)化傳熱，在 研究 和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。
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