一、序言

当换热器两程之间的物料相混合,将会产生以下严重后果时,就应采用双管板式换热器。

① 腐蚀:管程和壳程的介质不接触时没有腐蚀发生,一旦两种介质发生接触混合后,会导致设备严重腐蚀。

② 环境保护:若一程为极度危害介质,渗透至另外一程时,引起其极度危害介质大面积的波及,如波及到冷却系统及加热系统等。

③ 安全方面:当两种介质相混合后,会产生燃烧或爆炸。

④ 产生反应:当一种介质与另一种介质接触后,使一种介质化学反应受到限制,或不产生反应,或两种介质接触后发生聚合或生成树脂状物质。

⑤ 催化剂中毒:当一种介质与另一种介质接触后,造成催化剂性能改变或化学反应。

⑥ 产品不纯:当一种介质与另一种介质接触后,可能会污染产品,使产品质量下降。

如下为双管板示意图。

双管板换热器示意图.png

采用双管板结构时,一方面由于制造钻孔的原因,两管板间产生管孔错位,另一方面两管板的不同温度,会产生不同的膨胀或冷缩,管板的径向变化也不同,这时管板对换热管产生横向剪力和弯曲力,影响换热管与管板连接处的强度及严密性,导致泄漏现象的发生。为了避免上述现象的发生,将通过两管板之间适当的间距来控制。

二、最小间距计算

假设换热管为内管板固定的柱(图3-24),确定间距G

……(3-191)

换热管的许用应力限制在屈服应力的40%以内,则间距G

……(3-192)

式中

do——换热管外径,mm;

E——换热管弹性模量,MPa;

Rm——换热管抗拉强度,MPa;

ReL——换热管屈服强度,MPa;

△——换热管的偏移(见图3-24);

OTL—最外圈换热管的外切圆直径,mm;

t——管程管板温度,℃;

T——壳程管板温度,℃;

αt——管程管板材料的线胀系数,℃-1

αs——壳程管板材料的线胀系数,℃-1

to——制造环境温度,℃。

在工程设计中,常发现对管板间距不进行计算的情况,间距出现过小的现象,这会影响双管板的使用,遗留风险隐患。

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