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列管式熱交換器:工業(yè)熱交換領(lǐng)域的核心設(shè)備?

來(lái)源:山東擎雷環(huán)境科技股份有限公司   2025年07月23日 11:29  
在化工、石油、電力等眾多工業(yè)領(lǐng)域,熱量的有效傳遞與交換是保障生產(chǎn)過(guò)程高效、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。列管式熱交換器,作為一種應(yīng)用廣泛且技術(shù)成熟的熱交換設(shè)備,憑借其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能,在工業(yè)熱管理中占據(jù)著核心地位。本文將深入探討列管式熱交換器的結(jié)構(gòu)原理、性能優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景以及維護(hù)策略,揭示其在現(xiàn)代工業(yè)中的重要價(jià)值。
一、結(jié)構(gòu)原理:經(jīng)典設(shè)計(jì),高效傳熱
列管式熱交換器,又稱(chēng)管殼式換熱器,其核心結(jié)構(gòu)主要由殼體、管束、管板、折流板及封頭五大部分組成。

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  1. 殼體:作為設(shè)備的外部容器,通常采用圓筒形設(shè)計(jì),兩端配以橢圓形或碟形封頭,以確保良好的承壓能力與密封性。殼體材質(zhì)多選用碳鋼、不銹鋼或耐腐蝕合金,不僅為內(nèi)部部件提供堅(jiān)實(shí)的支撐,還構(gòu)成了殼程流體的流動(dòng)通道。

  1. 管束:由大量平行排列的無(wú)縫鋼管組成,是熱量傳遞的核心部件。這些管子根據(jù)實(shí)際工況需求,在管徑、長(zhǎng)度及排列方式上進(jìn)行優(yōu)化配置,通過(guò)焊接或脹接等方式牢固固定在管板上,形成高效的傳熱通道。管束的排列方式常見(jiàn)有正三角形、正方形等,正三角形排列可有效增加單位體積內(nèi)的換熱管數(shù)量,提升傳熱面積,增強(qiáng)傳熱效果。

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  1. 管板:一般由厚鋼板加工而成,其作用是固定管束兩端,確保每根換熱管的位置準(zhǔn)確,并實(shí)現(xiàn)管束與殼體、封頭之間的可靠連接。管板上的開(kāi)孔數(shù)量與換熱管一一對(duì)應(yīng),以保證流體在管程與殼程之間的合理分配與高效換熱。

  1. 折流板:垂直安裝于殼體內(nèi),其主要功能是引導(dǎo)殼程流體多次改變流動(dòng)方向,使流體能夠以曲折路徑橫掠管束,增強(qiáng)流體的湍流程度。這不僅有效提高了對(duì)流傳熱系數(shù),還增加了流體與管束的接觸時(shí)間,顯著提升了整體傳熱效率。常見(jiàn)的折流板形式有圓缺形和圓盤(pán)形,其中圓缺形因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便且傳熱效果良好,應(yīng)用最為廣泛。

  1. 封頭:位于殼體兩端,用于封閉熱交換器,防止流體泄漏,并引導(dǎo)流體按預(yù)定路徑進(jìn)出熱交換器。封頭通常配備有接管,以便與外部管道連接,實(shí)現(xiàn)熱流體和冷流體的引入與排出。

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列管式熱交換器的工作原理基于熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱的協(xié)同作用。熱流體在管內(nèi)流動(dòng)(管程),冷流體在管外(殼程)逆向流動(dòng),熱量通過(guò)管壁從高溫側(cè)的熱流體傳遞至低溫側(cè)的冷流體。逆流設(shè)計(jì)使得冷熱流體在整個(gè)換熱過(guò)程中始終保持較大的平均溫差,相較于順流設(shè)計(jì),能更有效地提高換熱效率,提升能源利用水平。


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