换热器是在不同温度的两种或两种以上流体间实现热量传递的节能设备,对于大面积供热而言,换热器的存在必不可少。
按照换热器的传热方式,换热器可分为三大类:
直接接触式换热器,也叫混合式换热器,是冷热流体进行直接接触并换热的设备。通常情况下,直接接触的两种流体是气体和汽化压力较低的液体;
蓄能式换热器的工作原理,是利用固体物质的导热特性,具体而言,热介质先将固体物质加热到一定温度,冷介质再从固体物质获得热量,通过此过程可实现热量的传递;
间壁式换热器,也是利用了中介物的热传导,冷、热两种介质被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换。对于供热企业而言,间壁式换热器的应用最为广泛。根据结构的不同,它还可划分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。
一、管壳式换热器
管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。
管壳式换热器
根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。
二、固定管板式换热器
固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接,主要由外壳、管板、管束、顶盖(封头)等部件构成。
固定管板式换热器
固定管板式换热器的优点是:
结构简单;
在相同的壳体直径内,排管数最多,旁路最少;
每根换热管都可以进行更换,且管内清洗方便。
固定管板式换热器的缺点是:
壳程不能进行机械清洗;
当换热管与壳体的温差较大(大于50℃)时会产生温差应力,解决措施是在壳体上设置膨胀节,因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高;
只适用于流体清洁且不易结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的工作场合。
三、浮头式换热器
浮头换热器是管壳式换热器的一种,它有一端管板不与外壳相连,可以沿轴向进行自由浮动,也称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成,是可拆连接,管束可从壳体内抽出。
浮头式换热器
浮头式换热器的优点是:
若换热管与壳体有温差存在,即壳体或换热管膨胀时,不会产生温差应力;
管束