5. 折流杆式换热器

折流杆式换热器是一种壳体内的折流元件由一系列细小的折流杆组成的管壳式换热器。这些细小的折流杆相互平行以一定的间距焊在由棒材或杆材制成的外环上形成折流圈，如图5-15所示。每一根折流圈相隔一定距离按一定的排列分别焊接或用普通的定距管固定于拉杆上形成图5-16所示的折流杆网络。这些折流杆网络与换热管一起组成了折流杆换热器的主体结构(折流杆管束)。

 

折流杆换热器是为了改善常规的板式折流板换热器的流体诱导振动而设计的。在这种结构中，支撑管子的折流杆与管子几乎不存在间隙，管束中每根传热管的上、下、左、右都得到了可靠的支撑，而且从根本上改变了流体的流动状况，变折流板换热器的横向流动为平行于管子的轴向流动，从而消除了产生液体诱导振动的根源。采用此种结构的换热器还具有以下特点：

① 由于壳侧流体以轴向流动为主，降低了壳侧压降；

② 与折流板换热器相比，具有更高的壳程单位压降与总传热系数的传热特性比K/△p；

③ 在换热器内不存在严重的滞流区域，因而效益高，具有不易结垢的优点。

在我国GB 151《管壳式换热器》规范中，对换热器型号的表示方法是参照美国的TEMA规范，用三个英文字母来表示换热器的三个主要组成部分的结构型式，以表达换热器的整体结构型式。其表示方法如下：

 

在上述表示方法中，DN为换热器的公称直径，对卷制圆筒为圆筒内径，对钢管制圆筒为钢管外径。A为换热器的公称换热面积，它是以换热管外径为基础，扣除伸入管板内的换热管长度后，计算得到的管束外表面积经圆整后得到的计算换热面积。LN为公称长度，它是指换热管的长度，换热管为直管时，取直管长度，换热管为U型管时，指U型管的直管段长度。S表示换热管管材(只限于铝、铜、钛)。p_t/p_s为管/壳程设计压力，而设计压力是指在相应的设计温度下，用以确定换热器圆筒厚度及其他受压元件厚度的压力，一般取略高于工作压力。Ⅰ级管束是指采用较高级、高级冷拔换热管，适用于无相变传热和易产生振动的场合，Ⅱ级管柬为采用普通级冷拔换热管，适用于重沸、冷凝传热和无振动的一般场合。Ⅰ、Ⅱ级管束只限于碳钢和低合金钢。

 

    二、套管换热器

    套管换热器由直径不同的两根标准管组成的同心套管为基体，内管用U形弯头连接，外套管直管连接，整个蛇形套管固定在支架上，如图5-18所不。套管换热器每一段直套管简称为一程，冷、热流体分别流过内管和环形通道，并在其中实现热交换。如内管通过需加热的天然气，外管通过蒸汽，它在结构上很有利于形成完全的逆流方式传热。

外管与内管的连接有可拆和不可拆两种方式。如图5-19和图5-20所示。为了使内外管之间的环形空间即蒸汽通道能进行清洗、检修，以及防止内外管之间由于温差所引起的热应力，常使内外管之间的连接一端采用不拆式，另一端采用可拆式。

 

套管换热器结构简单，制造、拆装方便，管程可流通高压介质，天然气流通内管可以采用与集输管线相同材质和相同直径的管子，因而在天然气集输系统应用较多。但该设备管接头多，容易泄漏，环形通道难于清洗，制造成本高，单位传热面积的金属耗量大，对于大容量的换热器更显得笨重和不经济。因而其适合于传热面积较小(10～12m²)和流量不大的场合。