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管壳式换热器结构及制造标准

管壳式换热器：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，是目前应用广的类型。焊接时应保证弯头与连接管的连续性和光滑性，使其内部流动性能更好。（设计制造遵循标准：国外 TEMA A***E 国内 GB151、GB150）

换热器封头选取原则

1、管壳侧是否需要清洗；

2、是否需要移动管束；

3、是否需要考虑热膨胀；

前封头类型：A、B、C、D、N

后封头类型：L、M、N、P、S、T、W

后封头又分为固定式、浮头式以及U型管，相对于固定式，浮头式造价更高、需要更大的壳径、低的换热效果（由于泄漏流C的存在），优点则是一端具有自由度可以处理好热膨胀问题。

换热器分类：

管壳式换热器根据结构特点可分为下列两类。

1.刚性结构的管壳式换热器：这种换热器又成为固定管板式，通常可分为单管程和多管程两种。它的优点是结构简单紧凑、造价便宜和应用较广；缺点是管外不能进行机械清洗。

2.具有温差补偿装置的管壳式换热器：它可使受热部分自由膨胀。该结构形式又可分成：

① 浮头式换热器：这种换热器的一端管板能自由伸缩，即所谓“浮头”。他适用于管壁和壳壁温差大，管束空间经常清洗。但它的结构较复杂，加工制造的费用较高。

② U形管式换热器：它只有一块管板，因此管子在受热或冷却时，可以自由伸缩。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这种换热器的结构简单，但制造弯管的工作量较大，且由于管子需要有一定的弯曲半 径，管板的利用率较差，管内进行机械清洗困难，拆换管子也不容易，因此要求通过管内的流体是清洁的。这种换热器可用于温差变化大，高温或高压的场合。

焊接法虽然较胀接可以乃更高的温度，但是在高温循环应力的作用下，焊口极易发生疲劳裂 纹，列管与管孔存在间隙，当受到腐蚀介质的侵蚀时，以会加速接头的损坏。

因此，就产生了焊接和胀接同时使用的方法。这样不但能提高接头的性能，同时 可以降低缝隙腐蚀倾向，因而其使用寿命比单用焊接时长的多。在什么场合下适宜施行焊、胀接并用的方法，目前尚无统一标准。

通常在温度不太高而压力很高或介 质极易渗漏时，采用强度胀加密封焊（密封焊是指单纯防止渗漏而施行的焊接，并不保证强度）。这样，流体一次只能通过一部分管子，因此在管束中多次来回传播，这被称为多管。当在压力和温度都很高的情况下，则采用强度焊加贴胀，（强度焊 是即使焊缝有严密性，又能保证接头具有较大的拉脱力，通常是指焊缝强度等于管子轴向负荷下的强度时的焊接）。

贴胀的作用主要是消除缝隙腐蚀和提高焊缝的性能。具体的结构尺寸标准中（GB/T151）已有规定，在此不再详述。

管壳式换热器

设计计算

1.壳体壁厚计算（包括管箱短节、封头、壳程筒体的壁厚计算）管、壳程筒体壁厚应满足GB151中壁厚的规定，对于碳素钢和低合金钢壁厚是按腐蚀裕量C2=1mm考虑的，对于C2大于1mm的情况，壳体的壁厚应相应增加。

2.开孔补强计算

对于壳体采用钢管制的，建议采用整体补强（增加筒体壁厚或采用厚壁管）；对于比较厚的管箱上开大孔考虑综合经济性

不另行补强应满足的几点要求：

①设计压力≤2.5Mpa

②相邻两孔中心距应不小于两孔直径之和的两倍

③接管公称直径≤89mm

④接管壁厚应表8-1的要求（接管腐蚀裕量为1mm）