了解下管殼式換熱器熱應力的產生效果

管殼式換熱器中固定管板換熱器的結構特點決定了其熱應力問題：管殼兩端的焊接構成剛性結構；管殼兩端管板的焊接構成剛性結構；殼程溫度為殼程運行溫度，換熱管溫度為殼程和工程側的總和。

殼體的熱膨脹與換熱管不同，但兩者焊接成剛性結構，熱膨脹的差異導致熱應力；熱應力導致換熱管與管頭焊縫軸向拉伸，影響焊接質量，管殼與管板同一焊縫應力過大易損壞。

   在換熱器的規(guī)劃過程中，一般都會考慮這種應力差。若不能滿足要求，應在殼體上設置伸縮縫。也許固定管板式換熱器應該換成u形管換熱器和浮頭換熱器，以消除這種應力差造成的隱蔽性。

　熱管換熱器的優(yōu)點

　　熱管換熱器是由若干熱管組成的,每根或每片熱管是一獨立傳熱單元,一根或一片熱管損壞,不影響其它熱管的正常使用;熱管外通常有高頻焊翅片,大大增加了換熱面積;因為熱管以相變及工質汽化潛熱的方式傳遞熱量,傳熱;工作介質的循環(huán)是依靠回流液的重力作用,不需外加動力,無機械運行部件,增加了設備可靠性,也極大地減少了運行費用;冷凝段與蒸發(fā)段彼此獨立,實現匯源分割。根據介質的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結構型式特點，傳熱管的形狀和傳熱條件，造價，維修檢查方便等情況來選擇設計制造各種管殼式換熱器。3. 2 　熱管的壽命及延長壽命的研究

　　眾所周知,金屬鐵在高溫時與工質水易發(fā)生反應, Fe H2 O→Fe3 O4 H2↑由于不凝性氣體氫氣的存在,使得換熱管不能將熱量傳遞給冷凝段,也就失去了熱管的功用,為解決這一問題,熱管界試驗了內部成膜、增加吸氫劑等等方案。工業(yè)界內部成膜方案使用較為普遍,使得熱管內壁反應生成Fe2 O3鈍化膜,阻止氫氣的進一步生成。特點：結構簡單，造價低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結垢的物料。3. 3 　熱管換熱器的合理設計

　　如圖1所示:熱側放出熱量等于冷側吸收熱量,可以通過調整冷、熱段翅片的間距及調整冷、熱側面積達到調整管內蒸汽溫度及壁溫的目的,適當降低管內蒸汽溫度確保熱管安全及提高末排壁溫而避開腐蝕。因此,熱管換熱器工業(yè)設計時,根據現場正常設計工況進行設計,依據上限工況校核管內蒸汽溫度,依椐下限工況校核溫度,從而使得熱管換熱器的使用可靠性大大增加。C型封頭、N型封頭換熱器中的管束是可抽出的，其中C型封頭的換熱器中的管板和管箱是焊在一起的。

換熱器分類：

管殼式換熱器根據結構特點可分為下列兩類。

1.剛性結構的管殼式換熱器：這種換熱器又成為固定管板式，通常可分為單管程和多管程兩種。它的優(yōu)點是結構簡單緊湊、造價便宜和應用較廣；缺點是管外不能進行機械清洗。

2.具有溫差補償裝置的管殼式換熱器：它可使受熱部分自由膨脹。該結構形式又可分成：

① 浮頭式換熱器：這種換熱器的一端管板能自由伸縮，即所謂“浮頭”。他適用于管壁和殼壁溫差大，管束空間經常清洗。但它的結構較復雜，加工制造的費用較高。

② U形管式換熱器：它只有一塊管板，因此管子在受熱或冷卻時，可以自由伸縮。這種換熱器的結構簡單，但制造彎管的工作量較大，且由于管子需要有一定的彎曲半 徑，管板的利用率較差，管內進行機械清洗困難，拆換管子也不容易，因此要求通過管內的流體是清潔的。這種換熱器可用于溫差變化大，高溫或高壓的場合。管殼熱交換器的殼體大多數為圓柱型，配有管束，管束兩邊固定不動在管板上。