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換熱設備系列

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U形管換熱器


 
概述
       U形管式換熱器每根管子均彎成U形,流體進(jìn)、出口分別安裝在同一端的兩側,封頭內用隔板分成兩室,每根管子可自由伸縮,來(lái)解決熱補償問(wèn)題。

主要特點(diǎn)
       結構簡(jiǎn)單,只有一個(gè)管板,密封面少,運行可靠,造價(jià)低;管束可抽出,管間(殼程)清洗方便。質(zhì)量輕,適用于高溫和高壓的場(chǎng)合。管程清洗困難,管程流體須是潔凈和不易結垢的物料,由于管子需要一定的彎曲半徑,故管板利用率低;管束內層間距大,殼程易短路;內層管子不能替換,因而抱人率高。U形管式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結垢,而管程介質(zhì)清潔不易結垢以及高溫、高壓、腐蝕性強的場(chǎng)合。一般高溫、高壓、腐蝕性強的介質(zhì)走管內,可是高壓空間減小,密封易解決,并可節約材料和減少熱損失。

應用范圍
       換熱器是應用于汽車(chē)、石油化工、動(dòng)力、醫藥、冶金、制冷、輕工、食品、工程機械等行業(yè)的一種通用設備,約占工藝設備總量的20%~70%。按其傳熱面的形狀和結構進(jìn)行分類(lèi)可分為管型、板型和其他形式換熱器。目前常用的換熱器種類(lèi)有浮頭式、固定管板式和U形管式,其中以浮頭式換熱器居多。固定管板式換熱器由于自身結構,應用的場(chǎng)合有限;浮頭式換熱器零部件多,易拆卸和清理,但檢修的工作量大,容易內漏;而U型管式換熱器的管板比固定管板式換熱器少,其泄漏點(diǎn)就相應減少。此外,U型管式換熱器的殼程水壓試驗后烘干也比較容易,而且它的適用場(chǎng)合廣、檢修簡(jiǎn)單、操作彈性好。如果換熱器的換熱面積小、殼程與管程的溫差較大或殼程介質(zhì)很容易臟、管束表面需要經(jīng)常清理地,一般都采用U型管式換熱器。

結構特點(diǎn)
       U型管式換熱器,單臺換熱器共有兩塊管板。
       這種換熱器有一半管束管內外介質(zhì)的流動(dòng)方向為并流,另一半管束管內外介質(zhì)的流動(dòng)方向為逆流。U型管式換熱器的雙管板之間一般采用聚液殼彼此連接。聚液殼可以用來(lái)調整管板間距且保證兩管板相互平行。同時(shí),聚液殼用來(lái)封閉相鄰兩管板之間泄漏出的氣(液)體,防止有毒氣(液)體的外溢。聚液殼高和低處需分別設置放空口和放凈口,用于及時(shí)導出滲漏氣(液)體。如果殼程與管程之間溫差大,為了降低殼程與管程管板與換熱管連接處的應力,應盡量降低短節的壁厚,必要時(shí)可增加一個(gè)膨脹節。

設計要求
       U形管換熱器與其他類(lèi)型換熱器的區別是管束結構,在設計換熱管布局時(shí)應考慮換熱管的彎曲半徑尺與分程隔板槽兩側相鄰管中心距的關(guān)系。管徑越大,彎曲半徑就越大,大部分換熱管的彎曲半徑大于分程隔板槽兩側相鄰管中心距;且U形管彎曲段的彎曲半徑應不小于兩倍的換熱管外徑,常用換熱管的彎曲半徑可查手冊選取。
       因此,為了保證適合分程隔板槽兩側相鄰管的中心距,內層換熱管在排列時(shí)需要進(jìn)行斜向交叉排列。如果內層U形管之間的間距過(guò)大時(shí),可設置假管或者擋板。

技術(shù)參數
U形管式換熱器的主要參數
公稱(chēng)直徑
DN/mm
管程數
N
管子根數n 中心排管數 管程流道面積/m² 換熱面積/m²
換熱管外徑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排管數按正方形旋轉45°排列計算。
       ②計算換熱面積按光管及公稱(chēng)壓力2.5MPA的管板厚度計算。

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