u压力容器的常规设计方法压力容器的常规设计方法u内压、外压（中、低压）内压、外压（中、低压） u几类常用化工设备几类常用化工设备u 换热设备、塔设备、搅拌设备换热设备、塔设备、搅拌设备 典型化工设备设计换热器结构解析压力容器的常规设计方法典型化工设备设计换热器结构解析第三篇典型化工设备的机械设计第三篇典型化工设备的机械设计换热器换热器搅拌设备搅拌设备塔设备塔设备典型化工设备设计换热器结构解析第三篇典型化工设备的机械设计换热器搅拌设备塔设备典型化工设典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析第七章第七章 管壳式换热器的机械设计管壳式换热器的机械设计 典型化工设备设计换热器结构解析教学重点第七章 管壳式换热器的机械设计 典型化工设备设计换第一节第一节 换热器概述换热器概述 一、定义一、定义 换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。 1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。2、是是许许多多工工业业部部门门广广泛泛应应用用的的通通用用工工艺艺设设备备。通通常常，在在化化工工厂厂的的建建设设中中，换换热热器器约约占总投资的占总投资的11 40 。那么衡量一台换热器好坏的标准是什么呢？那么衡量一台换热器好坏的标准是什么呢？典型化工设备设计换热器结构解析第一节 换热器概述 一、定义 换热器是用来完成3.3.可靠性可靠性满满足足操操作作条条件件 ,强强度度足足够够,保保证证使使用用寿寿命命二、衡量标准二、衡量标准 2.合理性合理性 1.1.先进性先进性 可制造加工，成本可接受可制造加工，成本可接受 传热效率高，流体阻力小，材料省传热效率高，流体阻力小，材料省 典型化工设备设计换热器结构解析3.可靠性满足操作条件 ,强度足够,保证使用寿命二、衡量标准三、不同目的的换热器三、不同目的的换热器 冷却器（冷却器（cooler）冷凝器（冷凝器（condenser）蒸发器（发生相变）（蒸发器（发生相变）（evaporator）加加 热热 器器 （ 一一 般般 不不 发发 生生 相相 变变 ）（heater）再沸器（再沸器（reboiler） 废热锅炉（废热锅炉（waste heat boiler） 典型化工设备设计换热器结构解析三、不同目的的换热器 冷却器（cooler）冷凝器（cond四、换热器的基本类型四、换热器的基本类型按传热方式或工作原理分类按传热方式或工作原理分类1、直接接触式、直接接触式传热效果好，但不能传热效果好，但不能用于发生反应或有影用于发生反应或有影响的流体之间响的流体之间直接接触式换热器直接接触式换热器热流体热流体冷流体冷流体热流体热流体冷流体冷流体典型化工设备设计换热器结构解析四、换热器的基本类型按传热方式或工作原理分类1、直接接触式传2、蓄热式、蓄热式温度较高的场合，温度较高的场合，但有交叉污染，但有交叉污染，温度波动大温度波动大蓄热式换热器蓄热式换热器冷流体冷流体冷流体冷流体热流体热流体热流体热流体典型化工设备设计换热器结构解析2、蓄热式温度较高的场合，但有交叉污染，温度波动大蓄热式换热3、间壁式、间壁式重点重点又称表面式换热器又称表面式换热器利用间壁（固体壁面）进行热交换。利用间壁（固体壁面）进行热交换。冷热两种流体隔开，互不接触，热量冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。由热流体通过间壁传递给冷流体。应用最为广泛，形式多种多样，应用最为广泛，形式多种多样，如管壳式换热器、板式换热器等如管壳式换热器、板式换热器等典型化工设备设计换热器结构解析3、间壁式重点又称表面式换热器应用最为广泛，形式多种多样对于间壁式换热器，按间壁形状进一步分为对于间壁式换热器，按间壁形状进一步分为(3)管壳式管壳式(1)管式管式(2)紧凑式紧凑式螺旋板式、板式、板螺旋板式、板式、板翅、伞板等翅、伞板等排管、蛇管、套管排管、蛇管、套管重点重点下面我们来看一看管壳式换热器的基本结构下面我们来看一看管壳式换热器的基本结构典型化工设备设计换热器结构解析对于间壁式换热器，按间壁形状进一步分为(3)管壳式(1)管式管壳式换热器管壳式换热器 典型化工设备设计换热器结构解析管壳式换热器 典型化工设备设计换热器结构解析图图7-1换热器构件名称换热器构件名称1-1-管箱管箱(A,B,C,D(A,B,C,D型型);2-);2-接管法兰接管法兰;3-;3-设备法兰设备法兰;4-;4-管板管板;5-;5-壳程接管壳程接管;6-;6-拉杆拉杆;7-;7-膨膨胀节胀节;8-;8-壳体壳体;9-;9-换热管换热管;10-;10-排气管排气管;11-;11-吊耳吊耳;12-;12-封头封头;13-;13-顶丝顶丝;14-;14-双头螺柱双头螺柱;15-;15-螺母螺母;16-;16-垫片垫片;17-;17-防冲板防冲板;18-;18-折流板或支承板折流板或支承板;19-;19-定距管定距管;20-;20-拉杆螺母拉杆螺母;21-;21-支座支座;22-;22-排液管排液管;23-;23-管箱壳体管箱壳体;24-;24-管程接管管程接管;25-;25-分程隔板分程隔板;26-;26-管箱盖管箱盖根据我们前面学习的内容，请同学们说说序号根据我们前面学习的内容，请同学们说说序号2、3、8、12、21各代表什么零件？各代表什么零件？典型化工设备设计换热器结构解析图7-1换热器构件名称1-管箱(A,B,C,D型);2-接管壳式换热器的结构：典型化工设备设计换热器结构解析管壳式换热器的结构：典型化工设备设计换热器结构解析固定管板式换热器固定管板式换热器 浮头式换热器浮头式换热器U形管式换热器形管式换热器填料函式换热器填料函式换热器五、管壳式换热器的分类五、管壳式换热器的分类 基本类型基本类型典型化工设备设计换热器结构解析固定管板式换热器 浮头式换热器U形管式换热器填料函式换热器五（一（一）固定管板式换热器固定管板式换热器固定管板换热器 分为带补偿器和不带补偿器两种。典型化工设备设计换热器结构解析无补偿器带补偿器（一）固定管板式换热器固定管板换热器典型优点：优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。应力。图图7-2固定管板式换热器固定管板式换热器结构三维图结构三维图典型化工设备设计换热器结构解析优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。图图7-3带膨胀节的固定管板式换热器带膨胀节的固定管板式换热器适适用用场场合合：适适用用于于壳壳程程介介质质清清洁洁，不不易易结结垢垢，管管程程需需清清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。典型化工设备设计换热器结构解析为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件（如膨胀节（二）浮头式换热器（二）浮头式换热器优点：优点： 管内和管间清洗方便，不会产生热应力。管内和管间清洗方便，不会产生热应力。缺点：缺点： 结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在 操作中无法检查，影响传热。操作中无法检查，影响传热。适用场合：适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易 结垢的场合。结垢的场合。图图7-4浮头式换热器浮头式换热器典型化工设备设计换热器结构解析（二）浮头式换热器优点： 管内和管间清洗方便，不会产生浮头结构浮头结构典型化工设备设计换热器结构解析浮头结构典型化工设备设计换热器结构解析特点：特点：1.一端可自由伸缩 不产生热应力；2.管束可以抽出，管内外均易清洗；3.填料将壳程介质与外界隔开，易外漏，介质受限制；（三）填料函式换热器（三）填料函式换热器典型化工设备设计换热器结构解析特点：（三）填料函式换热器典型化工设备设计换热器结构解析优点：优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。 缺点：填料处易泄漏。缺点：填料处易泄漏。 适用场合：适用场合： 4MPa 4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及 贵重介质，使用温度受填料的物性限制。贵重介质，使用温度受填料的物性限制。填料函式密封填料函式密封填料函式换热器填料函式换热器典型化工设备设计换热器结构解析优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。缺U形管式换热器形管式换热器典型化工设备设计换热器结构解析U形管式换热器典型化工设备设计换热器结构解析U形管式换热器形管式换热器典型化工设备设计换热器结构解析U形管式换热器典型化工设备设计换热器结构解析动画动画典型化工设备设计换热器结构解析动画典型化工设备设计换热器结构解析U型管式换热器的二维图1.只有一个管板，结构简单；2.管子可以抽出，管间易清洗；3.管子可以自由膨胀；4.管内不便清洗，不易更换；5.结构不紧凑。（四）（四）U形管式换热器形管式换热器典型化工设备设计换热器结构解析U型管式换热器的二维图特点：1.只有一个管板，结构简单；（四图图7-7U型管式换热器型管式换热器优点：优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。适用场合：适用场合：特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀 性大的物料。性大的物料。典型化工设备设计换热器结构解析图7-7U型管式换热器优点：结构简单，价格便宜，承受能力强（一（一）工艺计算工艺计算 六、管壳式换热器设计内容六、管壳式换热器设计内容 选型；确定管、壳程；通过化工工艺计算，确定换热器的选型；确定管、壳程；通过化工工艺计算，确定换热器的传热面积，同时选择管径、管长，决定管数、管程数和壳传热面积，同时选择管径、管长，决定管数、管程数和壳程数程数 。（二（二）机械设计机械设计 1）壳体直径的决定和壳体厚度的计算；）壳体直径的决定和壳体厚度的计算；2）换热器封头选择，压力容器法兰选择；）换热器封头选择，压力容器法兰选择；3）管板尺寸确定；）管板尺寸确定；4）折流板的选择与计算；）折流板的选择与计算；5）管子拉脱力的计算；）管子拉脱力的计算；6）温差应力计算。）温差应力计算。典型化工设备设计换热器结构解析（一）工艺计算 六、管壳式换热器设计内容 选型；确定管、壳程课堂提问课堂提问说出换热器类型说出换热器类型固定管板式换热器固定管板式换热器浮头式换热器浮头式换热器U形管式换热器形管式换热器填料函式换热器填料函式换热器典型化工设备设计换热器结构解析课堂提问说出换热器类型固定管板式换热器浮头式换热器U形管式换第二节第二节 管板式换热器换热管的选用及其与管管板式换热器换热管的选用及其与管板的连接板的连接一、换热管的选用一、换热管的选用 （一（一）直径直径 粘性大或污浊的流体粘性大或污浊的流体大管径大管径单位体积传热面积增大、单位体积传热面积增大、结构紧凑、结构紧凑、金属耗量减少、传热系数提高金属耗量减少、传热系数提高阻力大，不便清洗，易结垢堵塞阻力大，不便清洗，易结垢堵塞用于较清洁的流体用于较清洁的流体小管径小管径典型化工设备设计换热器结构解析第二节 管板式换热器换热管的选用及其与管板的连接一、换热管的（二（二）规格规格 （外径（外径壁厚），长度按规定决定壁厚），长度按规定决定 换热管尺寸换热管尺寸192、252.5和和382.5mm无缝钢管无缝钢管252和和382.5mm不锈钢管不锈钢管标准管长标准管长1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m等等 换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在4 42525之之间，常用的为间，常用的为6 61010。立式换热器，其比值多为。立式换热器，其比值多为4 46 6。典型化工设备设计换热器结构解析（二）规格 （外径壁厚），长度按规定决定 换热管尺寸19（三（三）材料材料由压力、温度、介质的腐蚀性能决定。常用管子材由压力、温度、介质的腐蚀性能决定。常用管子材质有：碳素钢（质有：碳素钢（10，20）、合金钢（）、合金钢（1Cr18Ni9Ti)、低合金钢（低合金钢（16Mn,15MnV)、铜、钛、塑料、石墨等。、铜、钛、塑料、石墨等。金属材料金属材料碳素钢碳素钢低合金钢低合金钢不锈钢不锈钢铜铜铜镍合金铜镍合金铝合金铝合金钛等钛等非金属材料非金属材料石墨石墨陶瓷陶瓷聚四氟乙烯等聚四氟乙烯等典型化工设备设计换热器结构解析（三）材料由压力、温度、介质的腐蚀性能决定。常用管子材质有：（四（四）结构型式结构型式 换热管型式换热管型式光管光管强化传热管强化传热管螺旋槽管螺旋槽管螺纹管螺纹管翅片管（在给热系数低侧）翅片管（在给热系数低侧） 多用光管，因为结构简单，制造容易，多用光管，因为结构简单，制造容易，为强化传热，也采用强化传热管。为强化传热，也采用强化传热管。典型化工设备设计换热器结构解析（四）结构型式 换热管型式光管强化传热管螺旋槽管螺纹管翅片常用管子形式：典型化工设备设计换热器结构解析常用管子形式：典型化工设备设计换热器结构解析图图7-9 几种异形管几种异形管（a）扁平管）扁平管 （b）椭圆管）椭圆管 （c）凹槽扁平管（）凹槽扁平管（d）波纹管）波纹管典型化工设备设计换热器结构解析图7-9 几种异形管典型化工设备设计换热器结构解析图图7-10 纵向翅片管纵向翅片管（a）焊接外翅片管）焊接外翅片管 （b）整体式外翅片管）整体式外翅片管 （c）镶嵌式外翅片管）镶嵌式外翅片管 （d）整体式内外翅片管）整体式内外翅片管典型化工设备设计换热器结构解析图7-10 纵向翅片管典型化工设备设计换热器结构解析图图7-11 径向翅片管径向翅片管图图7-12 螺纹管螺纹管典型化工设备设计换热器结构解析图7-11 径向翅片管图7-12 螺纹管典型化工设备设计二、管子与管板的连接二、管子与管板的连接 （一（一）胀接胀接 利用胀管器挤压伸入管板孔中的利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部管子端部，使管端发生，使管端发生塑性塑性变形变形，管板孔边缘管板孔边缘同时产生同时产生弹性变形弹性变形，取去胀管器后，管板，取去胀管器后，管板边缘弹性恢复与管子产生一定的挤压力，贴在一起达到密封边缘弹性恢复与管子产生一定的挤压力，贴在一起达到密封紧固连接的目的。紧固连接的目的。 图图7-13 胀管前后示意图胀管前后示意图（a）胀管前）胀管前（b）胀管后）胀管后典型化工设备设计换热器结构解析二、管子与管板的连接 （一）胀接 利用胀管器挤压伸入管板孔中胀接工具：胀接工具：典型化工设备设计换热器结构解析胀接工具：胀管器典型化工设备设计换热器结构解析 液压液压胀管器胀管器典型化工设备设计换热器结构解析 液压典型化工设备设计换热器结构解析液压胀接液压胀接 典型化工设备设计换热器结构解析液压胀接 典型化工设备设计换热器结构解析机械胀接机械胀接 典型化工设备设计换热器结构解析机械胀接 典型化工设备设计换热器结构解析优点：工艺简单方便；优点：工艺简单方便； 消除间隙消除间隙避免间隙腐蚀。缺点：温度升高时，管端会发生松弛缺点：温度升高时，管端会发生松弛 泄漏。适适用用范范围围：换换热热管管为为碳碳素素钢钢，管管板板为为碳碳素素钢钢或或低低合合金金钢钢，设设计计压压力力4MPa，设设计计温温度度300，且无特殊要求的场合。，且无特殊要求的场合。原原因因：温温度度升升高高，残残余余应应力力减减小小，使使管管子子与与管管板板间间的的胀胀接接密密封封性性能能、紧紧固固性性能能都都下下降降，故故设设计计温温度度300 。典型化工设备设计换热器结构解析优点：工艺简单方便；适用范围：换热管为碳素钢，管板为碳素钢或要要求求管管板板硬硬度度大大于于管管子子硬硬度度，否否则则将将管管端端退退火火后再胀接。后再胀接。胀胀接接时时管管板板上上的的孔孔可可以以是是光光孔孔，也也可可开开槽槽(开开槽槽可以增加连接强度和紧密性可以增加连接强度和紧密性)。为什麽？为什麽？ 如何实现？如何实现？注意：注意：典型化工设备设计换热器结构解析要求管板硬度大于管子硬度，否则将管端退火后再胀接。胀接时管板 保证紧密性的方法保证紧密性的方法：管板孔开槽；胀接周边保证清洁；管子硬度低于管板孔周边硬度。 保证管端硬度较低并且低于管板硬度的方法：管端退火处理。选材考虑。典型化工设备设计换热器结构解析 保证紧密性的方法：典型化工设备设计换热器结构解析 图图7-14 胀管连接结构及尺寸胀管连接结构及尺寸典型化工设备设计换热器结构解析 图7-14 胀管连接结构及尺寸典型化工设备设计换（二（二）焊接焊接 优优点点：在在高高温温高高压压条条件件下下，焊焊接接连连接接能能保保持持连连接接的的紧紧密密性性，管管板板加加工工要要求求可可降降低低，节节省省孔孔的的加加工工工工时时，工工艺艺较较胀胀接接简简单单，压压力力较较低低时时可可使使用较薄的管板。用较薄的管板。缺点：在焊接接头处产生的缺点：在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀开热应力可能造成应力腐蚀开裂和疲劳破裂，同时管子、裂和疲劳破裂，同时管子、管板间存在间隙，易出现间管板间存在间隙，易出现间隙腐蚀。隙腐蚀。 图图7-15 焊接间隙示意图焊接间隙示意图管板管板间隙间隙换热管换热管典型化工设备设计换热器结构解析（二）焊接 优点：在高温高压条件下，焊接连接能保持连接的紧密 图图7-16 焊接接头的结构焊接接头的结构(a)c(c)(b)(d)典型化工设备设计换热器结构解析 图7-16 焊接接头的结构(a)c(c)(b)(d 克服了单纯的焊接及胀接的缺点，主要优点是：连接紧密，提高抗疲劳能力；消除间隙腐蚀和应力腐蚀；提高使用寿命。（三（三）胀焊并用胀焊并用典型化工设备设计换热器结构解析 克服了单纯的焊接及胀接的缺点，主要优点是：胀焊并用连接主要有：胀焊并用连接主要有：强度焊贴胀强度焊贴胀先焊后胀先焊后胀强度胀密封焊强度胀密封焊先胀后焊先胀后焊概念解释：密封焊概念解释：密封焊不保证强度，只防漏；不保证强度，只防漏； 强度焊强度焊既防漏，又保证抗拉脱强度；既防漏，又保证抗拉脱强度； 贴胀贴胀只消除间隙，不承担拉脱力；只消除间隙，不承担拉脱力； 强度胀强度胀既消除间隙，又满足胀接强度。既消除间隙，又满足胀接强度。目前，先焊后胀与先胀后焊两派学说仍处于争议之中。目前，先焊后胀与先胀后焊两派学说仍处于争议之中。 典型化工设备设计换热器结构解析胀焊并用连接主要有：典型化工设备设计换热器结构解析第三节第三节 管板与管板连接结构管板与管板连接结构一、管板一、管板管板材料选择既有力学的上考虑，又有耐介质腐蚀的考虑。管板材料选择既有力学的上考虑，又有耐介质腐蚀的考虑。 二、管板材料二、管板材料管板是管壳式换热器的重要零部件之一。管板是管壳式换热器的重要零部件之一。 三、管板结构三、管板结构在满足强度要求的前提下，应当尽量减少管板厚度。在满足强度要求的前提下，应当尽量减少管板厚度。 典型化工设备设计换热器结构解析第三节 管板与管板连接结构一、管板管板材料选择既有力学的上考四、换热管排列方式四、换热管排列方式 三角形排列紧凑，传热效果好，同一板上管子比正方形多三角形排列紧凑，传热效果好，同一板上管子比正方形多排排10%10%左右，同一体积传热面积更大。适用于壳程介质污左右，同一体积传热面积更大。适用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。垢少，且不需要进行机械清洗的场合。 （一（一）正三角形和转角正三角形排列正三角形和转角正三角形排列 图图7-17 正三角形排列的管子正三角形排列的管子流体流动方向流体流动方向流体流动方向流体流动方向正三角形排列正三角形排列转角正三角形排列转角正三角形排列典型化工设备设计换热器结构解析四、换热管排列方式 三角形排列紧凑，传热效果好，同一板上管子典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析（二（二）正方形和转角正方形排列正方形和转角正方形排列 管间小桥形成一条直线通道，便于机械清洗。要经常管间小桥形成一条直线通道，便于机械清洗。要经常清洗管子外表面上的污垢时，多用正方形排列。清洗管子外表面上的污垢时，多用正方形排列。 图图7-18 正方形排列的管子正方形排列的管子流体流动方向流体流动方向流体流动方向流体流动方向转角正方形排列转角正方形排列正方形排列正方形排列典型化工设备设计换热器结构解析（二）正方形和转角正方形排列 管间小桥形成一条直线通道，便于（三（三）组合排列法组合排列法 在多程换热器中多采用在多程换热器中多采用组合排列方法。即每一组合排列方法。即每一程中都采用三角形排列程中都采用三角形排列法，而在各程之间，为法，而在各程之间，为了便于安装隔板，则采了便于安装隔板，则采用正方形排列法，如图用正方形排列法，如图719。图图7-19 组合排列法组合排列法典型化工设备设计换热器结构解析（三）组合排列法 在多程换热器中多采用组合排列方法。即每一程五、管间距五、管间距 （一（一）定义定义（二（二）要求要求 管间距指两相邻换热管中心的距离。管间距指两相邻换热管中心的距离。 管间距管间距1.25d0，符合表符合表7-4规定，便于管子规定，便于管子与管板间的连接，因为对于胀接或焊接来与管板间的连接，因为对于胀接或焊接来讲，管子间距离太近，那么都会影响连接讲，管子间距离太近，那么都会影响连接质量。最外层管壁与壳壁之间的距离不应质量。最外层管壁与壳壁之间的距离不应小于小于1/2换热管外径加换热管外径加10mm，主要是为折流主要是为折流板易于加工，不易损坏。板易于加工，不易损坏。典型化工设备设计换热器结构解析五、管间距 （一）定义（二）要求 管间距指两相邻换热管中心的表表7-4 常用换热管中心距常用换热管中心距/mm换热管外径换热管外径do1214192532384557换热管中心距换热管中心距1619253240485772 最外层换热管中心至壳体内表面的距离不应小于最外层换热管中心至壳体内表面的距离不应小于(换换热管外径的一半热管外径的一半)10mm。典型化工设备设计换热器结构解析表7-4 常用换热管中心距/mm换热管外径do121419六、管箱与管束的分程六、管箱与管束的分程当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太长时，当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太长时，就得增大壳体直径，排列较多的管子。此时，为了增就得增大壳体直径，排列较多的管子。此时，为了增加管程流速，提高传热效果，须将管束分程，使流体加管程流速，提高传热效果，须将管束分程，使流体依次流过各程管子。依次流过各程管子。 （一（一）分程原因分程原因 固定管板式换热器利用管箱来实现管束分程。管箱位固定管板式换热器利用管箱来实现管束分程。管箱位于换热器两端，便于拆装。隔板安装在管箱内。于换热器两端，便于拆装。隔板安装在管箱内。 管箱管箱 典型化工设备设计换热器结构解析六、管箱与管束的分程当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太管箱结构：典型化工设备设计换热器结构解析管箱结构：典型化工设备设计换热器结构解析（二（二）分程原则分程原则 （三（三）分程隔板分程隔板 图图7-22 双层隔板与管板的密封双层隔板与管板的密封 各程换热管数应大致相等；各程换热管数应大致相等； 相邻程间平均壁温差一般不应超过相邻程间平均壁温差一般不应超过28； 各程间的密封长度应最短；各程间的密封长度应最短； 分程隔板的形状应简单。分程隔板的形状应简单。图图7-21 单层隔板与管板的密封单层隔板与管板的密封隔板隔板管板管板封头封头隔板隔板管板管板典型化工设备设计换热器结构解析（二）分程原则 （三）分程隔板 图7-22 双层隔板与（四（四）分程方式分程方式 表表75管程布置表管程布置表典型化工设备设计换热器结构解析（四）分程方式 表75管程布置表典型化工设备设七、管程接管与挡板和导流筒七、管程接管与挡板和导流筒为减缓壳程入口高速流体对管子的冲刷，将接管做成为减缓壳程入口高速流体对管子的冲刷，将接管做成喇叭形，结构为圆形时常称为导流筒。喇叭形，结构为圆形时常称为导流筒。（一（一）管程接管管程接管为减缓壳程入口高速流体对管子的冲刷，在入口处安为减缓壳程入口高速流体对管子的冲刷，在入口处安装挡板。挡板常采用圆形和方形。装挡板。挡板常采用圆形和方形。 （二）挡板（二）挡板 典型化工设备设计换热器结构解析七、管程接管与挡板和导流筒为减缓壳程入口高速流体对管子的冲刷1 折流板及支撑板作用：a.提高壳程流体流速，改变流动方向提高传热效率。 b.支撑换热管。结构形式：a.弓形；b.圆盘-圆环形；c.扇形。八、折流板、支承板、旁路挡板及拦液板的作用与结构八、折流板、支承板、旁路挡板及拦液板的作用与结构典型化工设备设计换热器结构解析1 折流板及支撑板八、折流板、支承板、旁路挡板及拦液板的作典型化工设备设计换热器结构解析折流板的固定方法典型化工设备设计换热器结构解析2 旁路挡板壳体与管束之间存在有较大间隙时，为避免流体走短路，壳体与管束之间存在有较大间隙时，为避免流体走短路，沿纵向设置板条，迫使流体穿过管束。沿纵向设置板条，迫使流体穿过管束。典型化工设备设计换热器结构解析2 旁路挡板壳体与管束之间存在有较大间隙时，为避免流体走短3 拦液板作用：在立式冷凝器中，用来减薄管壁上的液膜以提高传热膜系数。典型化工设备设计换热器结构解析3 拦液板作用：在立式冷凝器中，用来减薄管壁上的液膜以提高九、管板与壳体的连接结构九、管板与壳体的连接结构 （一（一）不可拆的焊接式不可拆的焊接式 固定管板式换热器管板与壳体的连接固定管板式换热器管板与壳体的连接典型化工设备设计换热器结构解析九、管板与壳体的连接结构 （一）不可拆的焊接式 图图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备设计换热器结构解析图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备图图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备设计换热器结构解析图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备设图图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备设计换热器结构解析图7-34 兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备兼作法兰情况：典型化工设备设计换热器结构解析兼作法兰情况：典型化工设备设计换热器结构解析图图7-35 不兼作法兰时管板与壳体的连接结构不兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备设计换热器结构解析图7-35 不兼作法兰时管板与壳体的连接结构典型化工设备（二（二）可拆式可拆式 浮头式、浮头式、U型管式及填型管式及填料函式换热器固定端管料函式换热器固定端管板与壳体的连接板与壳体的连接图图7-36 管板与壳体可拆连接管板与壳体可拆连接典型化工设备设计换热器结构解析（二）可拆式 浮头式、U型管式及填料函式换热器固定端管板典型化工设备设计换热器结构解析典型化工设备设计换热器结构解析