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殼管式汽—水換熱器固定管板式汽一水換熱器
如圖1《殼管式汽一水換熱器》（1-外殼；2-管束；3-固定管柵板；4-前水室；5-后水室；6-膨脹節(jié)；7-浮頭；8-擋板；9-蒸汽入口；10-凝水出口；11-汽側(cè)排汽管；12-被加熱水出口；13-被加熱水入口；14-水側(cè)排汽管）(a)所示。殼管式汽-水換熱器主要包括以下幾個(gè)部分：帶有蒸汽出口連接短管的圓形外殼，由小直徑管子組成的管束，固定管束的管柵板，帶有被加熱水進(jìn)出口連接短管的前水室及后水室。蒸汽在管束外表面流過(guò)，被加熱水在管束的小管內(nèi)流過(guò)，通過(guò)管束的壁面進(jìn)行熱交換。管束通常采用銅管、黃銅管，導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕，但造價(jià)高。一般超過(guò)140℃的高溫?zé)崴訜崞鞑捎娩摴堋?sup class="sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,">[1]
為了強(qiáng)化傳熱，通常在前水室、后水室中間加隔板，使水由單流程變成多流程，流程通常取偶數(shù)，這樣進(jìn)出水口在同一側(cè)，便于管道布置。固定管板式汽一水換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。但蒸汽和被加熱水之間溫差較大時(shí)，由于管殼、管子膨脹性不同，熱應(yīng)力大，會(huì)引起管子彎曲或造成管束與管板、管板與管殼之間開(kāi)裂，導(dǎo)致管束泄漏；此外，管間污垢較難清理，可能發(fā)生堵塞。這種型式的水換熱器只適用于溫差較小、壓力較低、結(jié)垢不嚴(yán)重的場(chǎng)合。為解決外殼和管束熱膨脹不一致的缺點(diǎn)，常需在殼體中部加波形膨脹節(jié)，以達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康模瑘D1(b)所示為帶膨脹節(jié)的殼管式汽一水換熱器。[1]
此外，換熱器的換熱管采用波節(jié)管或螺紋管。波節(jié)管或螺紋管都是高效傳熱元件，由它制成的換熱器，在流體流速不高、流體阻力不大的情況下改變流體的流動(dòng)狀態(tài)形成強(qiáng)烈的湍流，大大提高了管內(nèi)外放熱系數(shù)；尤其在汽水換熱時(shí)，冷凝水沿槽溝流下從而降低了換熱管外側(cè)水膜的厚度，這同樣提高了管內(nèi)外放熱系數(shù)。使得換熱器的總傳熱系數(shù)大大提高。經(jīng)測(cè)試，汽一水換熱時(shí)總傳熱系數(shù)可達(dá)到：4500～6000W/(m·℃)。總傳熱系數(shù)高，單位體積傳熱面積大，因此占地面積大大減小。[1]
由于采用波節(jié)管或螺紋管，改變了流體的流動(dòng)狀態(tài)，使得流體對(duì)管壁有較強(qiáng)的沖刷作用；換熱管束產(chǎn)生低頻顫動(dòng)，破壞了污垢沉積的條件，阻止水垢形成，具有自動(dòng)除垢、防垢的功能。因此換熱管不易結(jié)垢，熱網(wǎng)加熱器能夠保持長(zhǎng)期高效率運(yùn)行。換熱管的波節(jié)或螺紋類似膨脹節(jié)，有熱應(yīng)力的補(bǔ)償能力，可以在受熱膨脹時(shí)消除由于管殼和管子程受不同的溫度影響而產(chǎn)生的熱脹力，從而避免了加熱器的熱應(yīng)力破壞，不易泄漏。[1]
殼管式汽—水換熱器U形管式汽一水換熱器
圖1(c)所示為U形管式汽-水換熱器，其結(jié)構(gòu)是將管子彎成U形，再將兩端固定在同一管板上。由于每根管子均可自由伸縮，解決了熱膨脹問(wèn)題，且管束可以從殼體中整體抽出進(jìn)行管間清洗。缺點(diǎn)是管內(nèi)污垢無(wú)法機(jī)械清洗，管板上布置的管子數(shù)目少，使單位容量和單位質(zhì)量的傳熱量少。多用于換熱溫差較大，管內(nèi)流體不易結(jié)垢的場(chǎng)合。[1]
殼管式汽—水換熱器浮頭式汽一水換熱器
圖1(d)所示為浮頭式汽-水換熱器。為解決熱應(yīng)力問(wèn)題，可將固體板的一端不與外殼相連，不相連的一頭稱為浮頭，浮頭通常封閉在殼體內(nèi)，可以自由膨脹。浮頭式汽-水換熱器除補(bǔ)償好外，還可以將管束從殼體中整個(gè)拔出，便于清洗。[1]
參考資料
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