管壳式换热器

折流板

折流板的作用

a）增加壳程管间的介质流速，提高传热效果。

b）对换热管起支承作用。

c）调整折流板间距，对避免管束诱发振动有一定的作用。

折流板的形状

常用的折流板和支持板的形状有弓形和圆盘-圆环形两种。此外根据需要还有其它形式的折流板和支持板，如矩形孔圆板和矩形挡板等，见图所示：

a） 单弓形折流板（图 a）：是常采用的一种形式，其形式简单，但压降较大。

1) 上下排列（水平切口）即指物料进口与弓形缺口是成垂直设置的，以造成介质的剧烈扰动来增大传热系数。

2) 左右排列（竖直缺口）是指物料进口与弓形缺口是成平行设置的。多用于卧式冷凝器或蒸发器，便于冷凝液和气体的流动。

3) 转角排列，一般用于换热管正方形排列，可使流体形成湍流，以提高传热效率。

b） 双弓形（图b）和三弓形折流板（图c）：适用于壳程流量较大的物流，或壳程流体为密度低的低压时，此时压降会有大的下降，而传热系数的下降要小得多；同时这种形式还有利于防止介质流动过程中诱发的振动。

c）圆盘—圆环形折流板（图d）：由圆盘和圆环交错排列，介质流动特征是与轴心对称。

d）矩形折流板（图e）：矩形折流板可横放，也可竖放，而横放一般用于壳程介质为气相时，竖放用于壳程介质为液相或有冷凝液的场合。这两种形式通常在大直径和大流量情况下采用。

管壳式换热器主要有固定管板换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式的浮头换热器等结构型式，固定管板换热器因结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广等优势在工程中得到了广泛应用。由于介质在壳程的流动容易达到湍流（Re≥100），因而将粘度大的或流量小的流体，即雷诺数低的流体走壳程一般是有利的。

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管壳式换热器类型：

管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。A型管箱 用于单管程和多管程，优势是有利于清理热交换器的管程。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：

固定管板换热器

结构：管束连接在管板上，管板与壳体相焊。

优点：结构简单紧促，能承受较高压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U形管换热器多。

缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大热应力，为此应需要设置柔性元件（如膨胀节）。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束，维修成本较高。

适用范围：壳程侧介质清洁不易结垢，不能进行清洗，管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。

管壳式换热

管板需注意以下几个问题：

① 管板的设计温度：根据GB150及GB/T151的规定,应取不低于元件的金属温度,但在管板计算中无法保证管\壳程介质作用,且管板的金属温度很难计算,故一般取较高侧的设计温度为管 板的设计温度。

②多管程换热器：在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要而未能被换热器支承的面积Ad：按GB/T151公式计算

③管板的有效厚度

管板的有效厚度系指管程分程隔板槽底部的管板厚度减去下列二者之和

a管程腐蚀裕量超出管程隔板槽深度的部分

b壳程腐蚀裕量与管板在壳程侧的结构开槽深度二者中的植