
【化】 fixed tube sheet (heat) exchanger
【化】 tube (array)
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
arrange; kind; line; list; row; tier; various
【計】 COL; column
【醫】 series
【化】 tubeplate; tubesheet
【化】 heat exchanger
列管式固定管闆換熱器(Fixed Tube Sheet Heat Exchanger)是管殼式換熱器的典型結構形式,其核心特征為兩端管闆與殼體采用焊接或整體鑄造方式形成剛性連接。該設備由管束、固定管闆、殼體及膨脹節(可選)組成,管束通過管闆固定并封裝于殼體内,形成獨立的管程和殼程流道。根據ASME鍋爐與壓力容器規範(ASME BPVC Section VIII),其設計需滿足管闆厚度計算、管孔排列精度及溫差應力補償要求。
工作過程中,冷熱流體分别在管程和殼程内逆向流動,通過金屬管壁實現傳導傳熱。美國機械工程師協會(ASME)指出,固定管闆結構適用于管殼程介質潔淨、溫差低于50℃的場景,若溫差較大則需加裝膨脹節或采用彈性管闆設計。此類換熱器在石油煉制中的常減壓蒸餾工段應用廣泛,《化工設備設計手冊》數據顯示其換熱效率可達60-75%,但需定期機械清洗以防止管程結垢。
相較于浮頭式換熱器,固定管闆式具有結構緊湊、制造成本低的特點,但存在管闆與殼體熱膨脹差引發的焊縫應力問題。英國傳熱研究協會(HTFS)建議在殼體材料選擇時優先考慮與管材線膨脹系數接近的合金鋼,以降低溫差形變風險。
列管式固定管闆換熱器(正确名稱應為“固定管闆式列管換熱器”)是列管式換熱器的一種典型結構,主要用于化工、石油、暖通等領域的熱交換過程。以下從結構、特點、應用等方面進行詳細說明:
設計時需計算熱負荷(公式:$Q = mh c{p,h} (T{h,in}-T{h,out}) = mc c{p,c} (T{c,out}-T{c,in})$)及對數平均溫差($Delta T{lm} = frac{(T{h,in}-T{c,out}) - (T{h,out}-T{c,in})}{ln[(T{h,in}-T{c,out})/(T{h,out}-T_{c,in})]}$),并考慮多管程布置優化傳熱系數。
注:若需具體型號參數或更詳細計算步驟,可參考、5、6(高權威性來源)提供的專業設計指南。
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