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列管式熱交換器:工業(yè)熱交換領域的核心設備?

來源: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)領域,熱量的有效傳遞與交換是保障生產(chǎn)過程高效、穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)。列管式熱交換器,作為一種應用廣泛且技術成熟的熱交換設備,憑借其結構設計與性能,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構原理、性能優(yōu)勢、應用場景以及維護策略,揭示其在現(xiàn)代工業(yè)中的重要價值。
一、結構原理:經(jīng)典設計,高效傳熱
列管式熱交換器,又稱管殼式換熱器,其核心結構主要由殼體、管束、管板、折流板及封頭五大部分組成。

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  1. 殼體:作為設備的外部容器,通常采用圓筒形設計,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)部部件提供堅實的支撐,還構成了殼程流體的流動通道。

  1. 管束:由大量平行排列的無縫鋼管組成,是熱量傳遞的核心部件。這些管子根據(jù)實際工況需求,在管徑、長度及排列方式上進行優(yōu)化配置,通過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,增強傳熱效果。

  2. 638848284030456799867.jpg

  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確,并實現(xiàn)管束與殼體、封頭之間的可靠連接。管板上的開孔數(shù)量與換熱管一一對應,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),其主要功能是引導殼程流體多次改變流動方向,使流體能夠以曲折路徑橫掠管束,增強流體的湍流程度。這不僅有效提高了對流傳熱系數(shù),還增加了流體與管束的接觸時間,顯著提升了整體傳熱效率。常見的折流板形式有圓缺形和圓盤形,其中圓缺形因其結構簡單、制造方便且傳熱效果良好,應用最為廣泛。

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

  2. 638856831246359391123.jpg

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


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