北京化工大学：《过程设备设计》课程教学资源（课件讲稿）第六章 换热设备 6.2 管壳式换热器

过程设备设计 第六章换热设备 6.1 概述 6.2 管壳式换热器 6.2.1基本类型 6.2.2管壳式换热器结构 6.3 传热强化技术 6.2.3管板设计 6.2.4膨胀节设计 6.2.5管束振动和防止 6.2.6设计方法 2

第六章 换热设备 6.1 概述 6.2 管壳式换热器 6.3 传热强化技术 6.2.1 基本类型 6.2.2 管壳式换热器结构 过程设备设计 2 6.3 传热强化技术 6.2.2 管壳式换热器结构 6.2.3 管板设计 6.2.4 膨胀节设计 6.2.5 管束振动和防止 6.2.6 设计方法

过程设备设计 y 6.2管壳式换热器 本章 重点 教学重点： 管壳式换热器结构。 教学难点： 管板设计、管束振动。 3

教学重点： 管壳式换热器结构。 6.2 管壳式换热器 本章 重点 过程设备设计 3 管壳式换热器结构。 教学难点： 管板设计、管束振动

管壳式换热器 4

4 管壳式换热器

6.2.1基本类型 过程设备设计 6.2.1基本类型 固定管板式 二、浮头式 三、U形管式 四、填料函式 五、釜式重沸器

6.2.1 基本类型 6.2.1 基本类型 一、固定管板式 二、浮头式 过程设备设计 5 三、U形管式 四、填料函式 五、釜式重沸器

6.2.1基本类型 过程设备设计 一、 固定管板式换热器 结构

一、固定管板式换热器 固定管板式换热器 结构 6.2.1 基本类型 过程设备设计 6

双管程固定管板换热器 7

7 双管程固定管板换热器

6.2.1基本类型 过程设备设计 优点 结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价 低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 缺点 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。 适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶 应用 解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳 侧压力不高的场合。 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件 (如膨胀节、挠性管板等)，来吸收热膨胀差。 8

——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶 优点 ——结构简单、紧凑、能承受较高的压力 、能承受较高的压力，造价 低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换 ，管子损坏时易于堵管或更换。 缺点 ——当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力 ，壳体和管束中将产生较大的热应力。 6.2.1 基本类型 过程设备设计 8 ——解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳 壳程两侧温差不大或温差较大但壳 侧压力不高的场合。 应用 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件 ，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件 （如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差

6.2.1基本类型 过程设备设计 二、浮头式 结构 浮头端 浮头端可自由伸缩，无热应力 9

二、浮头式 结构 6.2.1 基本类型 过程设备设计 9 浮头端可自由伸缩，无热应力 浮头端

浮头式换热器 10

浮头式换热器 10

6.2.1基本类型 过程设备设计 优点—管间和管内清洗方便，不会产生热应力 缺点一结构复杂，造价比固定管板式换热器高， 设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖 在操作中无法检查，制造时对密封要求较 高。 应用 壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易 结垢的场合。 11

优点——管间和管内清洗方便，不会产生热应力 ，不会产生热应力； 缺点——结构复杂，造价比固定管板式换热器高 ，造价比固定管板式换热器高， 设备笨重，材料消耗量大 ，材料消耗量大，且浮头端小盖 ，且浮头端小盖 在操作中无法检查，制造时对密封要求较 6.2.1 基本类型 过程设备设计 11 在操作中无法检查，制造时对密封要求较 高。 应用——壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易 结垢的场合