在管壳式换热器中热应力是怎样造成的

管壳式换热器中的固定不动管板换热器的构造特点决定了其热应力的难题：壳体两边与管板电焊焊接，组成刚度构造；换热管与两边管板电焊焊接，也组成了刚度构造；壳体的温度为壳程的实际操作温度、换热管的温度为壳体侧与管程侧的梳理成效。 壳体的热变形与换热管的热变形存有差别，但两构件都被电焊焊接成刚度构造，故热变形差别造成了热应力；热应力会造成换热管与管头的焊接遭受径向拉申，危害电焊焊接品质；同样壳体与管板的焊接都是这般；今天带大家一起以固定管板式换热器的结构为例，深入了解管壳式换热器的结构。如地应力过大则易产生毁坏也许应力腐蚀等。 在换热器的整体规划全过程中，这类地应力差一般全是结转考虑到的，如不可以符合要求，则要在壳体上设定补偿器，也许把固定不动管板换热器改为U型管换热器、浮头换热器来清除这类地应力差产生的倒霉。

对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。换热器使用中应定期检验,每年至少进行--次外观检查,每三年至少进行一次内外部检验,每六年至少进行--次检验。

1目标函数

　　对于以水为冷却介质的管壳式冷却器,进口水温一定时,由传热学的基本原理分析可知,冷却水的出口费用将影响传热温差,从而影响换热器的传热面积和***费用。若冷却水出口温度较低,所需的传热面积可以较小,即换热器的***费用减少;但此时的冷却水的用量则较大,所需的操作费用增加,所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。

　　设换热器的年固定费用FA = KF.CA.A (1)式中FA———换热器的年固定费用,元;KF———换热器的年折旧率, 1 /y;CA———换热器单位传热面积的***费用,元/m2 ;A———换热器的传热面积,m2。换热器的年操作费用FB =Cu?WuHy/1000 (2)式中FB———换热器的年操作费用,元;Cu———单位质量冷却水费用,元/吨;Wu———换热器冷却水用量, kg/h;Hy———换热器每年运行时间, h。因此换热器的年总费用即目标函数F = FA FB = KFCAA Cu?WuHy/1000 (3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———换热器的热负荷, kJ /h;G———换热器热介质处理量, kg/h;cpi———热流体介质比热容, kJ / ( kg?℃) ;T1、T2———热流体的进出口温度,℃。管式换热器的原理和工作原理的具体介绍管式换热器的具体介绍:换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。

　热管换热器的结构型式

　　热管换热器的结构型式有整体式和分离式,整体式换热器冷热侧在同一壳体内,热管两头加有封头,换热工质在同一管内循环流动;而分离式是整体式的一种演变,它通过外联管将蒸发段与冷凝段连接起来,实现远程传热,便于现场的灵活布置。如图3。

　　热管的用途及其在石化工业上的运用

　　热管换热器已成功地在石化工业上用做空气(煤气)换热器、省煤器、蒸汽发生器。各种型式的热管换热器都为企业增效节能起了很大的作用,因此,作为一种换热设备其作用正日益被各石化企业所重视。目前,江苏中圣石化工程有限公司生产的各种热管换热器及热管换热元件已得到扬子石化、上海金山石化、齐鲁石化、高桥石化、大连石化、大连西太平洋、乌石化、九江石化、金陵石化等大型石化企业的认同,为提高各石化企业经济效益做出了一定的贡献,并将继续一如既往地为我国的石化企业尽自己力量,并使热管这一传热元件的优越性进一步得到发挥。热交换器是进行热交换操作的通用工艺设备,被广泛应用于各个工业部门,尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。

设计条件的审查：

1. 换热器的设计，用户应提供一下设计条件（工艺参数）：

① 管、壳程的操作压力（作为判定设备是否上类的条件之一，必须提供）

②管、壳程的操作温度（进口/出口）

③金属壁温（工艺计算得出（用户提供））

④物料名称及特性

⑤腐蚀裕量

⑥程数

⑦换热面积

⑧换热管规格，排列形式（三角形或正方形）

⑨折流板或支撑板数量

⑩保温材料及厚度（以便确定铭牌座伸出高度）

⑾油漆: Ⅰ.如用户有特殊要求，请用户提供牌号，颜色