U型管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接管、折流板、防沖板和導(dǎo)流筒、防短路結(jié)構(gòu)、支座及管殼程的其他附件等。
換熱管
1、普通換熱管
用于傳熱的換熱管通常采用較高級(jí)冷拔換熱管和普通級(jí)冷拔換熱管，前者適用于無(wú)相變的傳熱和易振動(dòng)場(chǎng)合，后者適用于重沸、冷凝傳熱和無(wú)振動(dòng)的一般場(chǎng)合。
換熱管的形式多種多樣，光滑管是的形式，因它具有制造容易、單位長(zhǎng)度成本低等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前應(yīng)用中普遍。管子應(yīng)能承受一定的溫差與應(yīng)力，當(dāng)管程和殼程流體具有腐蝕性時(shí)，管子還應(yīng)具備抗腐蝕能力。
換熱管的長(zhǎng)度推薦采用以下系列：1.0m，1.5m，2.0m，2.5m，3.0m，4.5m，6.0m，7.5m，9.0m，12.0m。對(duì)于一定的換熱面積，較長(zhǎng)的換熱管是比較經(jīng)濟(jì)的，所以工程上的換熱器大致是細(xì)長(zhǎng)形的結(jié)構(gòu)。但換熱管過(guò)長(zhǎng)，將不利于換熱器的安裝與維護(hù)。
管子的材料來(lái)源很廣，有碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、黃銅及其合金、銅鎳合金、鎳、欽、石墨、玻璃等及其他特殊材料。換熱管除采用單一材料制造外，為滿足生產(chǎn)要求，也常采用復(fù)合管。
2、高效換熱管
為了同時(shí)擴(kuò)大管內(nèi)、外的有效傳熱面積或強(qiáng)化傳熱，地提高管程的傳熱系數(shù)，將換熱管的內(nèi)外表面軋制成各種不同的表面形狀，或在管內(nèi)插入擾流元件，使管內(nèi)、外流體同時(shí)產(chǎn)生湍流，提高換熱管的性能，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出多種高效換熱管。根據(jù)換熱管形狀和強(qiáng)化傳熱機(jī)理，可劃分為表面粗糙管、翅片管、自支撐管、內(nèi)插件管等類型。
多數(shù)高效換熱管在管內(nèi)和管外同時(shí)都具有強(qiáng)化傳熱作用。根據(jù)不同工況，采用高效換熱管與新型管束支撐物的不同組合，可達(dá)到比較理想的傳熱效果。
管束
管束是一組合件。由管子、折流元件、管板、拉桿、定距管等組裝而成。管束將數(shù)以百計(jì)的管子固定為一個(gè)整體，折流元件可以是折流板、折流桿(或折流柵)及其他方式，固定在管板上的拉桿和定距管保持折流元件之間的距離。
為方便管束從換熱器中拉出進(jìn)行維護(hù)，管束的重量不能太大，同時(shí)應(yīng)允許污垢的累積和沉淀物的形成。管束不能填滿整個(gè)殼體，管束與殼體之間的間隙會(huì)有旁路流體流過(guò)，為改善間隙處的流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)考慮設(shè)置密封條或流體再分布裝置。
管板
管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一。大多數(shù)管板是圓形的平板，鉆孔后排布換熱管，承受管程、殼程壓力和溫度的作用，將管程和殼程的流體分隔。管板的成本直接左右整臺(tái)換熱器的成本，管板的安全可靠也是換熱器正常運(yùn)行的重要保障。
管板是殼程與管程的屏障，當(dāng)換熱介質(zhì)無(wú)腐蝕或腐蝕輕微時(shí)，一般采用低碳鋼、低合金鋼制造或鍛造管板。換熱介質(zhì)有腐蝕性時(shí)，管板應(yīng)采用耐腐蝕材料，如不銹鋼。但當(dāng)管板厚度較大時(shí)，整體不銹鋼管板價(jià)格昂貴。工程上往往采用復(fù)合鋼板。
管箱
殼體直徑較大的管殼式換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。管箱位于換熱器的兩端，其作用是把從管道輸送來(lái)的流體均勻地分布到各換熱管和把管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器。在多管程的管殼中，管箱還起到改變流體流向的作用。
管箱的結(jié)構(gòu)形式主要由換熱器是否需要清洗或管束是否需要分程等因素來(lái)決定。大致有封頭型、筒型兩種基本類型。
管板與相鄰零部件的連接
換熱器中，管板是管程、殼程的屏障，與管板直接相連的有殼體、管箱和管子。管板與殼體的連接形式分為不可拆式和可拆式，前者如固定管板式換熱器中管板與殼體的連接。后者如U形管式、浮頭式及填料函式和滑動(dòng)管板式的換熱器管板與殼體的連接。不可拆式的連接。將殼體與管板直接焊在一起；可拆式的連接，管板本身通常不直接與殼體接觸，而是通過(guò)法蘭與殼體間接相連或是由連接在殼體與管箱上的兩法蘭夾持固定。
優(yōu)點(diǎn)
U型管換熱器僅有一個(gè)管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由伸縮，無(wú)熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程采用雙管程，流程較長(zhǎng)，流速較高，傳熱性能較好，承壓能力強(qiáng)，管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。
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