螺旋板换热器简介

原创 胡伟明  2021-06-09 20:56:00  阅读 211 次 评论 0 条
摘要:

结构型式为了防止冷热流体在螺旋板式换热器中互相混流,必须对流体的通道进行很好的密封。根据通道密封形式,可以将较常用的螺旋板换热器分为以下三种结构型式。(1)Ⅰ型结构。两个螺旋流道的两侧完全焊接密封,如下图所示,所以也称为不可拆结构。两流体在通道中均按螺旋形流动,通常冷流体从外周流向中心,热流体从中心流向外周,完全是逆流。由于流体是在单流道中流动,流体分布状况良好,但是流道的两侧均焊死,通道的清洗较困难。这种换热器的中心轴可以垂直安装,也可水平安装。这种型式主要用于较清洁的液体与液体之间的换热,也

结构型式

为了防止冷热流体在螺旋板式换热器中互相混流,必须对流体的通道进行很好的密封。根据通道密封形式,可以将较常用的螺旋板换热器分为以下三种结构型式。

(1)Ⅰ型结构。

两个螺旋流道的两侧完全焊接密封,如下图所示,所以也称为不可拆结构。两流体在通道中均按螺旋形流动,通常冷流体从外周流向中心,热流体从中心流向外周,完全是逆流。由于流体是在单流道中流动,流体分布状况良好,但是流道的两侧均焊死,通道的清洗较困难。这种换热器的中心轴可以垂直安装,也可水平安装。这种型式主要用于较清洁的液体与液体之间的换热,也可用于流量不大时的气体换热或蒸汽冷凝。

Ⅰ型螺旋板.png

(2)Ⅱ型结构。

两个通道的两侧交错焊接密封,敞开处由垫片密封,如下图所示,流体在两个流道中仍按螺旋形流动。若垫片损坏则只能一种流体渗漏,而不会导致两种流体互漏。由于两流体均有敞开处,只要打开盖顶就能进行清洗,所以也称为可拆结构。但由于流道较窄,加上有定距柱,机械清洗仍不易进行。这种型式主要用于液-液换热,也可用于流量不大时的气体换热或蒸汽冷凝。

Ⅱ型螺旋板.png

(3)Ⅲ型结构

一个通道的两侧焊死,另一通道的两侧敞开,如下图所示。流体在焊接通道中是螺旋流动,在敞开通道中是轴向流动。这种类型结构用于两流体流量相差很大的情况,通常用于冷凝器及气体冷却器等。

Ⅲ型螺旋板.png

特点

主要优点是:

(1)传热系数高。当流体在螺旋板间流动时,由于离心力作用及定距柱所引起的干扰作用,故可在较低Re数(Re=1400~1800)下产生湍流,并允许选用较高的流速(对液体可达3m/s,对气体可达30m/s),故传热系数比较高。如水对水的传热,传热系数可达2000~3000W/m-2·K。

(2)不易堵塞和结垢。由于流速较高,又是在螺旋通道中流过,能自行起到冲刷作用,故流体中的悬浮物不易沉积下来。即使产生污垢,由于是单一流道,用化学处理除垢也很容易。同时,由于流道高速(螺旋板宽)最大为2m,用高压水或蒸汽清洗也很容易。

(3)两流体都为螺旋流动时,由于流道长,而且可以认为是完全逆流流动,因而传热效率高,且便于控制温度和利用低温热源。

(4)螺旋板式换热器中,由于热膨胀系数不同而产生的热应力被螺旋板消除,所以没有热应力破坏。

(5)结构紧凑,制作简便。单位体积的传热面积约为列管式的3倍。


主要缺点:

(1)操作压力和温度不能太高。特别是能承受的压力较低,一般在2MPa(表压)以下,操作温度在400℃以下。

(2)不易检修。因为整个换热器已卷制焊接为一整体,一旦发生中间泄漏或其它故障,就很难检修。当然,螺旋板厚度一般大于列管式换热器传热管的厚度,因此,螺旋板泄漏的可能性很小。

(3)流体阻力较大。因流道长,其间又受定距柱和螺旋流动的影响,流体阻力比较大,在同样物料和流速条件下,比直管要大2~3倍。

(4)在污垢沉积严重的场合不能使用。


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