Structuur en typen van mantel- en buiswarmtewisselaars

Een shell and tube warmtewisselaar bestaat uit een shell, warmteoverdrachtsbuizenbundel, buizenplaat, baffle (baffle) en buizendoos. De shell is meestal cilindrisch, met een buizenbundel erin, en de twee uiteinden van de buizenbundel zijn vastgemaakt aan de buizenplaat.
Er worden twee soorten vloeistoffen gebruikt voor warmtewisseling, warm en koud. Eén stroomt in de buis en wordt de buiszijdevloeistof genoemd; een ander type vloeistof dat buiten de buis stroomt, wordt de mantelzijdevloeistof genoemd. Om de warmteoverdrachtscoëfficiënt van de vloeistof buiten de pijp te verbeteren, worden er meestal meerdere schotten in de mantel geïnstalleerd.
De keerplaat kan de snelheid van de vloeistof aan de mantelzijde verhogen, waardoor de vloeistof meerdere keren lateraal door de bundel stroomt volgens het opgegeven pad, en de mate van vloeistofturbulentie wordt vergroot.
Daarom, wanneer het temperatuurverschil tussen de buizenbundel en de mantel meer dan 50 graden bedraagt, moeten er passende compensatiemaatregelen worden genomen om thermische stress te elimineren of te verminderen. Volgens de genomen compensatiemaatregelen kunnen mantel- en buiswarmtewisselaars worden onderverdeeld in de volgende hoofdtypen:
① De buisplaten aan beide uiteinden van de vaste buisplatenwarmtewisselaarbundel zijn geïntegreerd met de mantel, met een eenvoudige structuur, maar alleen geschikt voor warmtewisselingsoperaties wanneer het temperatuurverschil tussen koude en warme vloeistoffen niet groot is en de mantelzijde geen mechanische reiniging vereist. Wanneer het temperatuurverschil iets groot is en de mantelzijdedruk niet te hoog is, kan een elastische compensatiering op de mantel worden geïnstalleerd om thermische spanning te verminderen.
② De buisplaat aan één uiteinde van de zwevende kop warmtewisselaar bundel kan vrij zweven, waardoor thermische stress volledig wordt geëlimineerd; En de hele bundel kan uit de schaal worden gehaald voor eenvoudige mechanische reiniging en onderhoud. Zwevende kop warmtewisselaars hebben een breed scala aan toepassingen, maar hun structuren zijn relatief complex en hun kosten zijn hoog.
③ Elke warmtewisselaarbuis van de U-vormige buiswarmtewisselaar is gebogen in een U-vorm, met beide uiteinden vastgezet in de bovenste en onderste zones van dezelfde buisplaat, en verdeeld in inlaat- en uitlaatkamers door scheidingswanden in de buisdoos. Dit type warmtewisselaar elimineert thermische stress volledig en heeft een eenvoudigere structuur dan het zwevende koptype, maar de buiszijde is niet gemakkelijk schoon te maken.
④ Het structurele kenmerk van een gepakte box warmtewisselaar is dat slechts één uiteinde van de buisplaat vast is verbonden met de mantel, en het andere uiteinde is afgedicht met een pakkingsdoos. De buizenbundel kan vrij uitzetten en krimpen zonder thermische spanning te genereren die wordt veroorzaakt door het temperatuurverschil tussen de mantelwand en de buiswand.
De voordelen van een gepakte box warmtewisselaar zijn dat de structuur ervan eenvoudiger is dan die van een zwevende kop warmtewisselaar, dat het gemakkelijker te produceren is, minder materiaal verbruikt en dat het goedkoper is; de buizenbundel kan uit de mantel worden gehaald en zowel de binnenkant als de ruimte tussen de buizen kan worden gereinigd, wat het onderhoud gemakkelijker maakt. Het nadeel is dat de drukweerstand van de pakkingbus niet hoog is, over het algemeen minder dan 4.0MPa;
Het medium aan de mantelzijde kan door de pakkingdoos lekken en is niet geschikt voor ontvlambare, explosieve, giftige en waardevolle media. De gepakte dooswarmtewisselaar is geschikt voor situaties waarin er een groot temperatuurverschil is tussen de buis- en mantelwanden of waarin het medium gevoelig is voor kalkaanslag, waardoor frequente reiniging en lage druk vereist zijn.
⑤ Het structurele kenmerk van een ketelwarmtewisselaar is dat er een geschikte verdampingsruimte in het bovenste deel van de mantel ontstaat, terwijl deze ook dienstdoet als stoomkamer.
De buizenbundel kan een vaste buizenplaat, zwevende kop of U-vormige buis zijn. De keteltype warmtewisselaar is eenvoudig te reinigen en te onderhouden, kan onreine en kalkgevoelige media verwerken en kan hoge temperaturen en druk weerstaan. Het is geschikt voor vloeibare dampwarmtewisseling en kan worden gebruikt als de eenvoudigste structuur van een afvalwarmteketel.