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换热设备港澳宝典606622.Cσm

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U形管换热器


 
概述
       U形管式换热器每根管子均弯成U形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板分成两室,每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。

主要特点
       结构简单,只有一个管板,密封面少,运行可靠,造价低;管束可抽出,管间(壳程)清洗方便。质量轻,适用于高温和高压的场合。管程清洗困难,管程流体须是洁净和不易结垢的物料,由于管子需要一定的弯曲半径,故管板利用率低;管束内层间距大,壳程易短路;内层管子不能替换,因而抱人率高。U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢,而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合。一般高温、高压、腐蚀性强的介质走管内,可是高压空间减。芊庖捉饩,并可节约材料和减少热损失。

应用范围
       换热器是应用于汽车、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工、食品、工程机械等行业的一种通用设备,约占工艺设备总量的20%~70%。按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他形式换热器。目前常用的换热器种类有浮头式、固定管板式和U形管式,其中以浮头式换热器居多。固定管板式换热器由于自身结构,应用的场合有限;浮头式换热器零部件多,易拆卸和清理,但检修的工作量大,容易内漏;而U型管式换热器的管板比固定管板式换热器少,其泄漏点就相应减少。此外,U型管式换热器的壳程水压试验后烘干也比较容易,而且它的适用场合广、检修简单、操作弹性好。如果换热器的换热面积小、壳程与管程的温差较大或壳程介质很容易脏、管束表面需要经常清理地,一般都采用U型管式换热器。

结构特点
       U型管式换热器,单台换热器共有两块管板。
       这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流,另一半管束管内外介质的流动方向为逆流。U型管式换热器的双管板之间一般采用聚液壳彼此连接。聚液壳可以用来调整管板间距且保证两管板相互平行。同时,聚液壳用来封闭相邻两管板之间泄漏出的气(液)体,防止有毒气(液)体的外溢。聚液壳高和低处需分别设置放空口和放净口,用于及时导出渗漏气(液)体。如果壳程与管程之间温差大,为了降低壳程与管程管板与换热管连接处的应力,应尽量降低短节的壁厚,必要时可增加一个膨胀节。

设计要求
       U形管换热器与其他类型换热器的区别是管束结构,在设计换热管布局时应考虑换热管的弯曲半径尺与分程隔板槽两侧相邻管中心距的关系。管径越大,弯曲半径就越大,大部分换热管的弯曲半径大于分程隔板槽两侧相邻管中心距;且U形管弯曲段的弯曲半径应不小于两倍的换热管外径,常用换热管的弯曲半径可查手册选取。
       因此,为了保证适合分程隔板槽两侧相邻管的中心距,内层换热管在排列时需要进行斜向交叉排列。如果内层U形管之间的间距过大时,可设置假管或者挡板。

技术参数
U形管式换热器的主要参数
公称直径
DN/mm
管程数
N
管子根数n 中心排管数 管程流道面积/m² 换热面积/m²
换热管外径d/mm d×δt/mm L=3米 L=6米
19 25 19 25 19×2 25×2 25×2.5 19 25 19 25
325 2 38 13 11 6 0.0067 0.0045 0.0041 13.4 6.0 27.0 12.1
4 30 12 5 5 0.0027 0.0021 0.0019 10.6 5.6 21.3 11.2
426
400
2 77 32 15 8 0.0136 0.0111 0.0100 26.9 14.7 54.5 29.8
4 68 28 8 7 0.0060 0.0048 0.0044 23.8 12.9 48.2 26.1
500 2 128 57 19 10 0.0227 0.0197 0.0179 44.6 26.1 90.5 53.0
4 114 56 10 9 0.0101 0.0097 0.0088 39.7 25.7 80.5 52.1
600 2 199 94 23 13 0.0352 0.0326 0.0295 69.1 42.9 140.3 87.2
4 184 90 12 11 0.0163 0.0155 0.0141 63.9 41.1 129.7 83.5
700 2 276 129 27 15 0.0492 0.0453 0.0411 194.1 119.4
4 258 128 12 13 0.0228 0.0221 0.0201 181.4 118.4
800 2 367 182 31 17 0.0650 0.0630 0.0571 257.7 168.0
4 346 176 16 15 0.0306 0.0304 0.0276 242.8 162.5
900 2 480 231 35 19 0.0850 0.0800 0.0725 336.2 212.8
4 454 226 16 17 0.0402 0.0391 0.0355 317.8 208.2
1000 2 603 298 39 21 0.1067 0.1032 0.0936 421.5 273.9
4 576 292 20 19 0.0510 0.0505 0.0458 402.4 268.4
1100 2 738 363 43 24 0.1306 0.1257 0.1140 514.6 332.9
4 706 356 20 21 0.0625 0.0616 0.0559 492.2 326.5
1200 2 885 436 47 26 0.1566 0.1510 0.1369 615.8 399.0
4 852 428 24 21 0.0754 0.0741 0.0672 592.6 391.7
注:①排管数按正方形旋转45°排列计算。
       ②计算换热面积按光管及公称压力2.5MPA的管板厚度计算。

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