列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜,但管外不能機(jī)械清洗。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端,并在其上連接有頂蓋,頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時(shí)管子和管板與外殼的連接都是剛性的,而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此,當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí),由于兩者的熱膨脹不同,產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫,甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí),為安全起見(jiàn),換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6Mpa時(shí)由于補(bǔ)償圈過(guò)厚,難以伸縮,失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?,就?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。
冷熱流體流動(dòng)通道的選擇
在列管式換熱器內(nèi),冷熱流體流動(dòng)通道可根據(jù)以下原則進(jìn)行選擇:
(1)不潔凈和易結(jié)垢的的液體宜走管程,因管內(nèi)清洗方便;
(2)腐蝕性流體宜走管程,以免管束和殼體同時(shí)受腐蝕;
(3)壓強(qiáng)高的宜走管程,以免殼體承受壓力;
(4)飽和蒸汽宜走殼程,因飽和蒸汽比較清潔,對(duì)流傳熱系數(shù)與流速無(wú)關(guān)而且冷凝液容易排出;
(5)被冷卻的流體宜走殼程,便于散熱;
(6)若兩流體溫差較大,對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器,宜將對(duì)流傳熱系數(shù)大的流體通過(guò)殼程,可減少熱應(yīng)力;
(7)流量小而粘度大的流體宜走殼程;
流體進(jìn)出口溫度的確定
如果換熱器以冷卻為目的熱流體的進(jìn)出口溫度已由工藝條件確定,而冷卻介質(zhì)的出口溫度則需要選擇。若選擇較高的出口溫度,可選小換熱器,但冷卻介質(zhì)的流量要加大;反之要選擇低的出口溫度,冷卻介質(zhì)流量減少了,但要選大的換熱器,因此冷卻介質(zhì)的出口溫度要權(quán)衡二者的投資大小來(lái)確定。