固定管板换热器

固定管板换热器在石油炼化、煤化工、医药等领域是比较常见的换热器，它也是管壳式换热器的一种。固定管板换热器是由管束、管板、、折流板、管箱邓组成的。管束的两端通关焊接或者胀接固定在两端管板上，管板和壳体直接焊接，形成了刚性的链接，不可拆卸。壳体为包裹在管束的外壳，一般是由钢板卷制而成的，流体在壳体中流动和管中的流体以相反的方向流动，达到换热的目的。折流板为管束提供支撑的同时，改变壳程流体的方向和湍动成度，增加换热面积，提高换热速率；管箱在管板外侧用于分配管程的流体和流动方向。优点是结构简单、零部件少，造价比较低；换热管排列比较紧凑，换热效率比较高；养护成本比较少，比较容易清洗，管程可以奈比较高的压力，适用于压力波动较小、高压的场合。缺点是比较难清洗，一旦选择材质和流体介质不相匹配，可能造成换热管的堵塞严重的会发生腐蚀泄露，这时候需要和管壳一起换掉，更换成本大；如果壳程结垢发生堵塞后无法清洗或者清洗难度比较大，不可单独更换管束，需要和壳体一起更换。应用在温差环境比较小、压力基本无波动的工艺框架下，壳程介质需要清洁，不易结垢。如碰到管程和壳程的温差比较大的情况下，需要增加膨胀节（膨胀节一般为U型膨胀节或者Ω型膨胀节），用于补偿热膨胀带来的膨胀差异，来办证列管换热器的使用安全。膨胀节时，建议管壳程温差≤50°C；有膨胀节时可放宽至80~100°C。需考虑压力、温差及管板刚度，通常按ASME或GB/T 151标准设计。设计时要明确流体类型、流量、进出口温度、允许压降、污垢系数、设计压力、设计温度、温差范围、腐蚀性、结垢倾向、振动风险。根据热负荷（Q=m⋅Cp⋅ΔTQ=m⋅Cp⋅ΔT）确定传热面积（A=Q/(U⋅ΔTlm⋅Ft)A=Q/(U⋅ΔTlm⋅Ft)壳程设计时要考虑管径、管长、管数（根据传热面积确定）、管程数、壳体直径、折流板类型及间距。管板设计时厚度计算（需考虑压力、温差及管孔削弱系数，参考ASME或GB/T 151、管孔布置（中心距一般为管外径的1.25倍）   温差应力校核时计算管程与壳程的膨胀差（ΔL=α⋅L⋅ΔTΔL=α⋅L⋅ΔT）、若温差超过50°C且无膨胀节，需校核管板、壳体及管口的应力是否超标。   材料选择时管程与壳程材料：根据介质腐蚀性选择；管板材料：需与换热管热膨胀系数匹配；密封垫片：石墨、金属缠绕垫等，用户没有说出来的需求是，他们可能在选型时遇到了问题，比如在高温差情况下是否可以使用固定管板换热器，或者需要了解如何计算热应力，这时候可能需要更深入的技术细节或者推荐相关的计算公式和标准。

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