5. 折流桿式換熱器

折流桿式換熱器是一種殼體內(nèi)的折流元件由一系列細(xì)小的折流桿組成的管殼式換熱器。這些細(xì)小的折流桿相互平行以一定的間距焊在由棒材或桿材制成的外環(huán)上形成折流圈，如圖5-15所示。每一根折流圈相隔一定距離按一定的排列分別焊接或用普通的定距管固定于拉桿上形成圖5-16所示的折流桿網(wǎng)絡(luò)。這些折流桿網(wǎng)絡(luò)與換熱管一起組成了折流桿換熱器的主體結(jié)構(gòu)(折流桿管束)。

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折流桿換熱器是為了改善常規(guī)的板式折流板換熱器的流體誘導(dǎo)振動而設(shè)計(jì)的。在這種結(jié)構(gòu)中，支撐管子的折流桿與管子幾乎不存在間隙，管束中每根傳熱管的上、下、左、右都得到了可靠的支撐，而且從根本上改變了流體的流動狀況，變折流板換熱器的橫向流動為平行于管子的軸向流動，從而消除了產(chǎn)生液體誘導(dǎo)振動的根源。采用此種結(jié)構(gòu)的換熱器還具有以下特點(diǎn)：

① 由于殼側(cè)流體以軸向流動為主，降低了殼側(cè)壓降；

② 與折流板換熱器相比，具有更高的殼程單位壓降與總傳熱系數(shù)的傳熱特性比K/△p；

③ 在換熱器內(nèi)不存在嚴(yán)重的滯流區(qū)域，因而效益高，具有不易結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。

在我國GB 151《管殼式換熱器》規(guī)范中，對換熱器型號的表示方法是參照美國的TEMA規(guī)范，用三個英文字母來表示換熱器的三個主要組成部分的結(jié)構(gòu)型式，以表達(dá)換熱器的整體結(jié)構(gòu)型式。其表示方法如下：

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在上述表示方法中，DN為換熱器的公稱直徑，對卷制圓筒為圓筒內(nèi)徑，對鋼管制圓筒為鋼管外徑。A為換熱器的公稱換熱面積，它是以換熱管外徑為基礎(chǔ)，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長度后，計(jì)算得到的管束外表面積經(jīng)圓整后得到的計(jì)算換熱面積。LN為公稱長度，它是指換熱管的長度，換熱管為直管時，取直管長度，換熱管為U型管時，指U型管的直管段長度。S表示換熱管管材(只限于鋁、銅、鈦)。p_t/p_s為管/殼程設(shè)計(jì)壓力，而設(shè)計(jì)壓力是指在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以確定換熱器圓筒厚度及其他受壓元件厚度的壓力，一般取略高于工作壓力。Ⅰ級管束是指采用較高級、高級冷拔換熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動的場合，Ⅱ級管柬為采用普通級冷拔換熱管，適用于重沸、冷凝傳熱和無振動的一般場合。Ⅰ、Ⅱ級管束只限于碳鋼和低合金鋼。

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??? 套管換熱器由直徑不同的兩根標(biāo)準(zhǔn)管組成的同心套管為基體，內(nèi)管用U形彎頭連接，外套管直管連接，整個蛇形套管固定在支架上，如圖5-18所不。套管換熱器每一段直套管簡稱為一程，冷、熱流體分別流過內(nèi)管和環(huán)形通道，并在其中實(shí)現(xiàn)熱交換。如內(nèi)管通過需加熱的天然氣，外管通過蒸汽，它在結(jié)構(gòu)上很有利于形成完全的逆流方式傳熱。

外管與內(nèi)管的連接有可拆和不可拆兩種方式。如圖5-19和圖5-20所示。為了使內(nèi)外管之間的環(huán)形空間即蒸汽通道能進(jìn)行清洗、檢修，以及防止內(nèi)外管之間由于溫差所引起的熱應(yīng)力，常使內(nèi)外管之間的連接一端采用不拆式，另一端采用可拆式。

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套管換熱器結(jié)構(gòu)簡單，制造、拆裝方便，管程可流通高壓介質(zhì)，天然氣流通內(nèi)管可以采用與集輸管線相同材質(zhì)和相同直徑的管子，因而在天然氣集輸系統(tǒng)應(yīng)用較多。但該設(shè)備管接頭多，容易泄漏，環(huán)形通道難于清洗，制造成本高，單位傳熱面積的金屬耗量大，對于大容量的換熱器更顯得笨重和不經(jīng)濟(jì)。因而其適合于傳熱面積較小(10～12m²)和流量不大的場合。