管束:由耐高壓金屬管(如不銹鋼、鈦合金或復合材料)組成,為高溫高壓流體提供流動路徑。這些管子的管徑通常在 19-25mm 之間,根據不同的介質特性和工況要求,可選擇碳鋼、不銹鋼、鈦合金等材質。例如,在強腐蝕環境中,鈦合金管束能夠有效抵抗腐蝕,保證設備的長期穩定運行。
殼體:包圍管束,形成封閉空間,承受內部壓力,同時為待冷凝氣體提供容納場所。殼體內部設置折流板,用于引導殼程流體流動,強化湍流,提高傳熱效率。
管板:固定管束兩端,確保管束與殼體間的密封性,防止高壓泄漏。管板需承受高壓與高溫載荷,是連接管束與殼體的關鍵部件。在高壓列管冷凝器中,管板的厚度通常較大,并且需要通過超聲波探傷等手段確保內部無缺陷,以保證其耐壓能力。
折流板:優化殼程流體流動路徑,增強湍流,提升傳熱效率。通過改變流體流向,折流板使殼程流體的湍流強度增加,從而使傳熱系數提升 20%-40%。折流板的間距通常為管徑的 1.5-2 倍,并且需要經過 CFD 仿真優化,以避免流體誘發振動。
高溫高壓氣體進入:待冷凝氣體從殼程進口進入,在殼體內均勻分布。例如,在化工生產中,反應產生的高溫高壓蒸汽進入冷凝器的殼程,準備進行冷凝。
冷卻介質逆向流動:冷卻水或空氣從管程入口進入,與氣體形成逆流,熱交換效率。逆流換熱能夠使冷熱流體在整個換熱過程中保持較大的溫差,從而提高傳熱推動力。
熱量傳遞與冷凝:氣體通過管壁釋放熱量,溫度降至露點以下,冷凝為液體;冷卻介質吸收熱量后溫度升高,從出口排出。在這個過程中,熱量通過管壁的傳導以及流體與管壁之間的對流進行傳遞。
液體收集與排出:冷凝液在重力作用下聚集于殼體底部,通過專用出口排出;不凝性氣體(如空氣)從頂部或側部排出。例如,在石油煉制過程中,經過冷凝的油品從殼體底部排出,進入后續的處理環節。
二、結構特點:適應高壓環境的精密設計
(一)承壓能力
(二)密封技術
(三)材料選擇
三、性能優勢:高效、可靠、靈活
(一)高效換熱
(二)結構緊湊
(三)適應性強
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