列管式换热器｜U形管式换热器｜套管换热器｜板式换热器:

换热器是化工中通用的典型设备之一。一般地说，换热器的占化工装置设备总重的30～40%，在化工厂建设中，换热器约占总投资的11%，在炼油厂一些装置中，换热器要占到总投资20%。换热器是石油化工生产装置中极其重要的组成部分，也是食品、染料、医药、动力、纺织等工业中广泛应用的通用设备。换热器又称为热交换器，是指两种流体通过分隔两流体的固体壁面进行热量传递的设备。间壁式换热器是石油化工中使用最多的换热设备，因为两流体不相混，不会影响热流体或冷流体的浓度。

一、结构分类

根据使用的场合不同，间壁式换热器分别称作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器或再沸器。

按传热面型式可分为管式和板式换热器。

 (一)管式换热器

管式换热器是换热壁面为管子的一类换热器，分管壳式、套管式、螺旋管式、蛇管式、夹管式等多种型式。

1.管壳式换热器

又称作列管式换热器，它是石油化工中应用最广泛的一种间壁式换热器，具有结构坚固、适应性大、材料广等优点，按其结构特点，可有下面几种型式：

①固定管板式换热器

固定管板式换热器的结构见图1，不同温度的两种流体分别从管外、管内流过，通过间壁进行热交换。

这类换热器的结构较简单，制造较方便，造价较低，从而得到广泛采用。在传热面大的情况下，管外管间的截面很大，当流体流量较小时，为了提高载热体的流速及搅动性以改善给热条件，可在壳程中装折流挡板。

为提高管内流体的流速，可将管程分成多程，在流体进口管箱的封头中装一块隔板，流体每次只流经一半管子，这样管程就分成了双程，见图2。

若两个室中都装置隔板，可以把管程分成4程、6程等。

②浮头式换热器

浮头式换热器的结构见图3，它的一端管板固定，另一端板可在壳体内移动，与壳体不相连的部分称为浮头。

浮头式换热器的管束可以拉出，便于清洗。也可整体清洗。

③U形管式换热器

U形管式换热器的结构见图4。

这种换热器只有一块管板，弯成U形的管子两端都固定在此管板上, 管程至少有两程，板上管束可因冷热变化而自由伸缩，而不会造成温差应力。能承受较高的温度和压力，管束可以抽出，管外壁清洗方便。管内一般通过干净或不需要机械方法清洗的介质。

图1 固定管板式换热器结构示意图

1—管板；2—换热管；3—折流板)或支承板)；4—简体；5—封头

图2 双程固定管板换热器结构示意图

1—封头；2—法兰；3—排气口；4—筒体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流板(或支承板)；

8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；

15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、21—螺栓、螺母

图3 浮头式换热器示意图

1—浮头；2—筒体

图4 U形管式换热器结构示意图

1—外壳；2—U形管

2.套管式换热器

其结构为将两种直径大小不同的标准管连接成同心套管，然后将管内和管间分别串联而成，见图5。每一段套管称为一程。一般程数较多时，作上排列，固定于管架上。

两种不同温度的流体分别从内管和套管间隙流过，并多作以逆流方式进行换热。

图5 套管式换热器示意图

1—内管；2—外管；3—U形肘管

3.蛇管换热器

蛇管换热器又分为沉浸式及喷淋式两种。

①沉浸式蛇管换热器

它的结构可由肘管连接直管组成或由盘成蛇旋形的弯管组成，见图6。除安装成排外，蛇管可构成一个平面，水平地安装在容器底部。根据容器的形状不同而弯成有利于操作的形状。图7为各种不同的蛇管的形状，将蛇管浸没在盛液体的容器中，在蛇道中通入热流体，用于液体加热、蒸发或在蛇管中通入冷流体用于液体冷却、冷凝。该型式换热器，是石油化工厂中常用作冷凝蒸汽或冷却石油产品的设备。

②喷淋式蛇管换热器

该换热器常用作冷却器，是一种效率高的设备，其结构见图8。蛇管结构做成平板式，固定在管架上。被冷却的液体在蛇管内流动，冷却水由最上面的喷淋装置中均匀地淋下。因结构简单故便于检修和清洗。

图6 蛇管式换热器 图7 蛇管的形状

图8 喷淋式蛇管换热器示意图

1—水槽；2—管子；3—肘管；4—檐板；5—底盘

4.夹套式换热器

它常用于反应器的加热和冷却，如图9。容器中间放料液。蒸汽加热时蒸汽由连接管3进入夹套2，冷凝水则由夹套下部连接5流出，连接管4一般作放空夹套内空气之用。冷却时，冷却水由下部连接管5进入，而后从夹套上部连接管3流出。

 (二)板式换热器

板式换热器是换热壁面为一类换热器，分板式、螺旋板式、蜂螺、型伞板式、板翅式、板壳式等多种型式。

1. 板式换热器

是以波纹板为换热面的一种紧凑型热换器，冷热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行热交换。其工作原理见图10。

产品技术优势及特点：与其他换热器比较，板式换热器结构紧凑。卡扣式胶垫采用挂式，不用胶粘， 易于拆装。由于不用胶粘可以延长使用寿命，应用在食品工业中，使用消毒更彻底，没有死区。 双人字形波板，可以使介质在很低的流速度下发生湍流，使板的有效热值更高，传热效果更好。
可以满足食品、饮料、酒类、化工、医疗、治金、供热等生产需要。

U型管换热器还具有下列重要特点

1、结构紧凑，体形小，节省站房用地面积和建筑高度（占地面积为一般管壳式换热器的1/2左右，高度可降30~40%）。节省建筑投资，便于设计布置，同时运行操作方便。
2、换热性能好，热媒出口温度低，热能利用率高，节能效果好。
3、传热系数高，节省换热面积汽水换热器的传热系数（K值）比板式汽水换热器的实际使用传热系数大一倍左右，换热面积可减少40~60%。
4、水力特性好，热媒和被加热水的流动阻力小，节能效果好。
5、U型管汽水换热器排出的凝结水温度低，既无漏汽损失，也不需要装疏水器，管道系统简单，散热损失小。
6、U型管汽水换热器的管间间距比一般管壳式换热器的管间间距大，每个换热单元的尺寸和重量较小，便于维护清洗。
我们专业生产U型管换热器 用于石油、化工、医药、食品发酵、染料、冶金、轻纺等行业专用成套设备，并且还能为用户制造特殊规格产品和代为设计制造行业专用非标设备。我厂技术力量雄厚，检测手段完善， 生产工艺先进，设计合理，性能优越， 并严格按技术规程制造，验收。产品质量可靠，畅销全国二十几个省，市、自治区，深得用户信任。

盘管式换热器

套管式换热器由内外两段管子同时盘卷加工而成。独特紧凑的结构防止热疲劳，增加传热效率并减少外型尺寸。尤其适合于高温高压及低流速的应用。

主要特点：

 - 管程及壳程液体间无任何交错污染

 - 小体积大传热面积

- 316L不锈钢材质，哈氏合金或镍铬合金等

- 最大传热速率29KW

- 最大液体流速38 l/min.

 - 最大工作压力310bars