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哈雷釬焊板式換熱器
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波節管換熱器的自支撐結構

點擊:1638 日期:[ 2014-04-26 22:44:58 ]
齊世明1,齊世清2(1 秦皇島東燕節能技術有限公司,河北秦皇島 066206;2 東北大學秦皇島分校,河北秦皇島 066000) 1 引言   管殼式換熱器多年來一直沒有突破其傳統結構,其內部結構只是形式上的變化,即采用折流板、折流桿、支撐環等。幾年前不銹鋼波節換熱管問世后,人們使用它時,仍然按傳統的做法考慮如何加折流板或桿或其它,其中加折流板最為普遍,但同時又發現很多問題,如(1)折流板孔與管的波峰不一定對齊,因此管與孔之間間隙較大,造成換熱器內部振動較大,發出大的噪音;(2)管子易被折流板磨破;(3)管的兩頭還要焊上兩個與波峰同樣外徑的厚壁管頭,增加了波節管的制造難度,也增加了隱患;(4)還有一些共同弊端,如產生傳熱死區,橫向流動強烈沖刷管束,流體阻力大等。這些問題必須從根本上解決。 2 波節管換熱器自支撐結構   波節管的使用使管殼式換熱器內部結構有了大的變革,即取消一切折流板、折流桿和折流環等,利用波節管自身的波峰可使其自支撐,波節管自身頭部留一個直段,管板孔徑與波節管直段外徑相同,這樣波節管換熱器裝管的數量與普通管殼式換熱器相同,波峰與波峰基本相接觸,可以互相支撐。波節管與管板的焊接采用鎢極氬弧焊接,管板最好采用不銹鋼和碳鋼復合板,波節管和管板的不銹鋼面焊接,其結構見圖1。對于大公稱直徑的換熱器,可以采取增加殼層數的方法,如:雙殼層、三殼層、四殼層等。 3 自支撐結構的特點   利用波節管的自身特點實現自支撐,有以下特點:(1)該結構使布管數增加,從而導致換熱器的整體換熱面積顯著增加,在換熱量一定的情況下,可以減小換熱器的體積,降低制造成本;         (2)制造工藝更簡單,減少了零件,減少了波節管管頭的焊接,使換熱器更安全耐用;   (3)管與管的自支撐使得管的被支撐點增加,而且是同一種材料接觸,是一種軟接觸,所以磨損和振動大大減小;   (4)大大減小了殼層流體的截面積,使得流體的速度大大提高;   (5)使流體縱向流動,殼層流體與管層流體流動完全逆流增大了有效溫差,徹底消除了折流板式支撐結構造成的傳熱死區,避免了流體橫向沖刷管束;   (6)抗熱沖擊的能力更強,由于管的束縛小,其自身的補償量可充分發揮作用,因此抗結垢能力很強,提高了管的壽命;   (7)縱向流動使流體阻力減小,波節管使流體產生強烈的湍流,從而使管內外液膜變薄,大大提高了傳熱系數, 4 結語   波節管作為新一代強化換熱元件,是對傳統列管式換熱器的重大革新。自支撐結構是一種科學的、合理的、能夠最有效發揮波節管作用的結構,這種結構已在某些技改項目上得到應用,效果較好。例如:1999年大慶油田甲醇廠,2臺汽—甲醇換熱器;2000年大慶油田有限責任公司天然氣分公司,18臺水—天然氣換熱器。這20臺換熱器都是自支撐結構,至今運行良好.
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