管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用最廣的類型。
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上,而管板又與外殼連接在一起。進(jìn)行換熱的冷、熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱膜系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束,增強(qiáng)流體湍流程度。圖7.2(a)為最簡單的單殼程單管程換熱器。管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填函式換熱器、雙重管式換熱器和雙管板換熱器等,前3種應(yīng)用比較普遍。
管殼式換熱器管束由許多管子組成,管束構(gòu)成換熱器的傳熱面。為了增加流體在管外空間的流速,以提高換熱器殼程的傳熱膜系數(shù),改善換熱器的傳熱情況,在筒體內(nèi)間隔安裝了許多折流擋板。換熱器的殼體和兩側(cè)管箱上(對于偶數(shù)管程的,則在一側(cè))開有流體的進(jìn)出口,有時還在其上裝設(shè)檢查孔,為安置儀表用的接口管、排液孔和排氣孔等。在換熱器中,一種流體從一側(cè)管箱(成為前管箱)流進(jìn)管子里,經(jīng)另一側(cè)管箱(成為后管箱)流出(對奇數(shù)單管程換熱器),或繞過管箱,流回進(jìn)口側(cè)前管箱流出(對偶數(shù)管程換熱器),流體每通過管束一次稱為一個管程。另一種流體從筒體上的連接管進(jìn)出換熱器管體,流經(jīng)管束外,每通過殼體一次稱為一個殼程。圖7.2(c)所示為二管程、單殼程,工程上稱為1-2型換熱器(此處1表示殼程數(shù),2表示管程數(shù))。同樣,在換熱器筒體內(nèi)加縱向擋板也能得到多殼程結(jié)構(gòu),見圖7.2(b)。
按GB151的規(guī)定,管殼式換熱器主要部件如圖7.3所示。