板式冷却器不 致 增 加其 价 多 而

　　维普资讯 ５ ２? 广 州 化 工 １９ ９ ７第 ２ ５卷 第 ３期 板 壳 式 换 热 器 冯 ／ ／ ＞ 顾瑾 。徐涵庆 辜工） 丁 （ 化来 、 ｊ 量 塑 妻 王ｉ 、 盎 鲎 乏 （ ） 物 料 在 换 热 器 内 的 流 动 途 径 与 板 ４ 摘要 ： 本文介绍了板壳式换热器的结掏和特性，管式换热器 它是一种结合了板式和列瞥式换热器优点的新型换 热 器 ， 应用 荒 晤与 螺旋 板式 换热 器相 仿 ， 别适 用予 不宜 用 板式 换热 器 的场 音 ? 其 特 关 词 键 ： 众所 周知 ， 板式 换 热器 突出的 优 点是 结构紧凑 ， 传热 系数高 。 而它不宜用 于带悬 然 浮粒子 的物 料 ， 又因板同密封全靠 垫片维持 。 换热器能承 受的 压力和强 度受垫 片材 料的 限 制 ．因此 。 当物 料中含悬浮粒子 时 ， 一般 采用 列管式换热器 ． 式换 热器相似 ， 纯逆流 。 屑 由于换 热器 板 间距 增大 ， 闻通 道不 再 板 由波纹板形成 。必须 采取 适 当措施在板问支 撑 ．由此产生了各种 型式 ０ ］ （ ）Ｉ 板 的一面 冲压成类似 于波 纹板 １ 型 的槽形 ， 另一面为平板 ． 槽的 凸出部分 与另 一 板 的平 面 侧 焊 接 ， 成 二 个 回路 ａ和 ｂ 图 形 （ １回 路 ａ能 ｉ 较 高 的 压 力 ， 路 ｂ则 可 通 过 ） ｉ ｉ 回 本 世 纪 ７、 ０年 代 ， 国 Ｂ Ｒ－ ０８ 法 ＡＲ Ｉ Ｑ ＮＤ公 司研 制 了一种 新型 的换 热 器 ， ＵＡ 其 名 称 ＰｌｔｌｒＨｅ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ａｕａ ａ ｃ ａ ｇ ｒ中 Ｐ ａｕａ Ｅ ｌｔ ｌｒ为 Ｐａ ｕ （ 式 ） Ｔ ｂ ｌｒ 列 管 式 ） ｌ ｅ板 ｑ 和 ｕ ｕａ （ 的缩 舍 ． 哲译为板壳式换 热器 ．它结 合了板式换 热器 和列 管 式换 热器 的 优点“ ， 本保 持 了板 式 】基 换热器结构紧凑 ， 传热系数高的优 点 ， 又保 留 了列 管式换 热器 能在 高温 、 高压 下操作 的 优 点 。本文将介 绍这 种新 型换 热器的结构 特点 及其性能和应用 带粒子的物料 ． １ 结构特点 板壳式 换热器 的基 本结构与 板式换热器 相似 ， 但板 间距增 大 ， 消 了垫 片， 焊接 法 取 用 联接 各板 ， 成通道 ． 形 由此 产生了其不同于 板 式换 热器的特点 ｔ （） 板 的 厚 度 增 加 。 １ 加上 板 间 距 的 增 加 ， 换热 器单 位体 积 的换热 面积 小于 板式 使 换热 器 ， 大于 列管式换 热器 ｝ 但 （ ） 采用焊接后 ， ２ 换热器 能承受的 压力 和 温度大大增加 ， 密封性 能 良好 Ｉ （ ） 板间距 的增 大使 换热 器 梭堵 塞的 ３ 可能性 大 大减少 ， 热器 能处理 的物料 范 围 换 因而 较 广 ｛ （） 型 二个 回 路均 为 光 滑通 道 ， 通 ２Ｔ 在 圉 ｌ 【 板蠢 式 换热 嚣结 构 塑 道 内插 入波形片 ， 一方面起 支撑作用 ． 一方 另 面增 加了物料 的湍 流 （ ２ 。波形 片可在 清 图 ） 洗 时取 出． （ ） 型 这是 Ｉ 的变 型 ． ３Ｄ Ｉ 型 板的二 面均 冲压成槽形 ， 槽的凸 出部分焊 接 ， 成二个 回 形 路 ａ和 ｂ 图 ３ ．回路 ａ的截面 积增 大了 一 （ ） 倍。 可通过带小粒子的物料 ． （ ） 型 一 个 回路 为 光 滑 通 道 ， 一 个 ４Ｕ 另 维普资讯 １９ ９ ７第 ２ ５卷 第 ３期 回 路 中焊 了 许 多 支 撑 以 增 加 强 度 （ ３ ． 围 ） 广 州化 工 ?５ ３? 式换 热器 仍能维持 比螺旋板 式 换热器高的 传 热 系 数 ． 板 式 换热 器 则 无 法 操 作 。 而 以上几 种类 型的 区别仅 在于二个 回路的 结 构不 同。 焊在一 起的许多板构成 了板 束 。 板 柬 可 式 田２ Ｔ 塑板 壳 式换 热 器结 构 下 式可用于计算板 壳式换热 器 的传热系 数： Ｎ ｕ＝ ０ ０ ５ 。０ 。‘ ． ２ Ｒｅ ’ Ｐｒ’ 其置 量 童 截面 定 性 尺 寸 为 板 间距 的 ２倍 ． 般 当 通 一 ① ? ‘ 圣 － 道 内流体 为水 时板 间距 为 １ ２ ～ ｍｍ， 当通 道 内流俸为糖 汁或果 汁时为 ８ １ｍｍ， ￣ ０ 可 达 ３ｒ ６ ｍ． ａ 定性 温度为 流俸进 出 口平均 温度 ． ３ ３ 王 ２ 与 其他 换 热 器 的 比较 ⑨ ； ． 板壳式 换热器 保留 了板式 换热器 或螺旋 板 式换 热器 的矩形 通道 结构 ， 因为矩 形通 道 的传热面积 与体积之 比较高 ．板 壳式 换热器 在结 构紧 凑方面 不如 板式 换热 器 ， 它可 以 但 处理 含粒 子的物料 ． ２ １ 无 相变液体 的换 热 ． 当液体 中无悬浮 粒 子时 ， 论从 传热 系 无 田 ３ Ｄ Ｉ 和 ｕ 墨板 壳 式换 热 嚣 结构 墨 数还是从 总费用看 ， 式换热器 为选 择。 板 当液体 中有悬浮 粒 子时 ， 板式 换 热器 易 堵塞 ， 传统上用列管式 换热 器 ． 其管 程流动是 较理 想 的 ． 但壳程流动 的湍流 程度 太低 ． 导致 总传热 系数低 ， 投资 高． 螺旋板 式 换热 器是较 理 想的 设备 ， 液体 的流动为纯逆 流 ． 但其板闻 支撑（ 类似 于 Ｕ 型板 壳式 换 热器 ） 易造 成 堵 塞， 清洗也 较 困难 ．此外 ， 它可 以是逆 流或 并 板壳 式换 热器 的板 间距 离是 可 调的 ， 只 要无堵 塞危险 ， 就可 以缩小 间距以增 大湍流 ． 对无 悬 浮粒 子的清 洁 流体 ， 板壳 式 换热 器 的 传热 系数 比板 式换 热器 略 小 ． 比列管 式换 但 热器和 螺旋板式换热器 高 ．当处理带 悬浮粒 子 的流体 、 高牯度流 体或渣粒状材料 时 ， 壳 板 维普资讯 ５ ４? 广 州化 工 Ｉ９ ９ ７第 ２ 卷 第 ３期 ５ 流， 但不能 一侧 为单程 ， 另一 触为多程 。管式换热器 和列 管 式换 热 器一样 ， 板壳 式 换热 器 较 易清洗 ， 其 传热效率 却高 得多 ， 但 因为二侧 的 传热 系数都较 高 ． 的流程可任意选 定 ， 它 比螺 旋 板 式 换 热 器 灵 活 ．其 费 用 比扳 式 换 热 器 贵 或板式结构并不重 要 。实际 上板式结构并不 占优势 。但若是强 制循环蒸发 器而且热 流体 不是 蒸汽 而是某 种液体 ， 则板 壳式 或螺 旋扳 式加热器 明显 比列管 式加热器 好．也有用扳 式加热器的蒸发器 ， 但其应用 场合较受限 翻 ． 假如被 蒸发 物料 为某种致 冷剂 ， 传热 温 差又 在 ５Ｃ以 内 ． 板 壳 式 加 热 器 时 的 传 热 系 数 ＂ 用 但 比捌管式换 热器 便宜 ． 总的 来看 ， 质价 比 其 ． ２ ２ 冷凝传热 ． 为减 小 冷凝 液膜 厚度 ， 应使 冷凝 液 流过 的途径 尽可能 短 ． 因此 ， 不宜用水平 管式换热 器， 以避 免 上列 管 子的 冷凝渣 漉 到下列 管子 上 ．用垂 直管 式换 热 器时 ， 子 以短而 粗 为 管 好， 这样就使投 资增 加 。 旋板式换热器也 不 螺 是好 的选 择 ， 因为 此时 换热器 也 成为短 而 粗 的圆柱体 ０．而 板壳 式换热器 可以设计成 不 ］ 太高 而 较 长 、 程 的 空 间 ， 不 致 增 加其 价 多 而 格 ．这样可得到 较高 的传热 系数 ．还可 以同 时引入二股 冷流 体 ． 可２ 倍于管式加热器且结 构紧 凑 ． 图 ５中 的兰 个方 框分 别 表示 板式 、 板壳 式和列管式换热器 的应 用范 围． Ｂ， Ｄ 四 Ａ， Ｃ， 个方 向分别表示 传热单元数 、 高压性能 、 耐 耐 高温能 和成 本（ 用不锈锕制造 时） 指 ．它 可以 帮助选 择合适的换热器 。螺 旋板式换热 器的 应 用范围与板壳式换热器基 本相 同． 停 热阜 元 盏 当 然 ， 般 情 况 下冷凝 传 热 系数 总是大 一 大高于 无 相变 对 流 传热 系数 ， 因此 换 热器的 设 计主 要 是 考 虑 提 高 无 相变 对 流 的 传 热 系 数． ？ ｛ 十 Ｉ ～ ｆ Ｉ ¨ ＂ ， ’ ¨ Ｃ ｌ 咖 ． ｃ Ｉ ｌ ｌ ｔＯ Ｑ － ． －｜ “ｆ ｈ¨ 衬 两 ！ ＣＩｆ ｜ 当 用 台 有 较 多不 凝 性 气体 的 蒸 汽 加热 （ 如 用糖 蒸 发 器 中抽 出的氨 气 一蒸 汽混 例 合物作为 加热 介 质以 回收其 中的热量 ） ， 时 蒸 汽应扩散通过 不 凝气膜 ， 再在壁上冷凝 ． 时 此 ｆ 女 若蒸 汽走 水平 管 式换 热器 的壳 程 ， 传热 系 则 数不高 ． 走垂 直管式换 热器的管程 ． 若 可在管 内加装 波形 翅 片 以加 强湍流 ， 由于管 壁常 但 常不完全润湿 ． 传热 系数也 不太高 ． 螺旋板式 换热器 较 好些 ， 在 有支 撑的 一侧 无法 加装 但 波形翅 片． 若让 蒸汽走光精 侧 ， 则冷流体侧的 传热并不总是 得到 优化 ． 板壳式换 热器 提供了较佳 的选 择 ．Ｔ型 换 热器 可 以方 便地 在两 侧 加入 翅 片， 可 以 也 自由地调节几 何尺 寸而造价几 乎不变 ． 板 式 换 热 器 不 能 用 于 此场 合 ． ２３ 蒸发 ． 圈 ５ 三种 常 用换热 器 的 应 用范 置 ． ３ 工 业 应 用 ， 板壳式换热器 已在制 糖工 业 中得到 较多 的应用 ．制糖过 程中的渗出汁或饱 亮汁台相 当数量的碎 粕或 ｃ ｃ ， ａ ０ 粒子 ． 板式换热 器 用 加热易堵塞 ．可 以用 螺旋 板式换热器 或板壳 式换热器取代 传统 的列管 式换热器 ．加热流 体可以是结 晶罐 或蒸发罐 排 出的 二次 蒸汽 或 汽凝水 ， 也可以是二者的混 合物 ， 或分 别在换 热器 的不 同部位 引入 ，管式换热器 还可 以用 热糖 汁加热 冷糖汁 ．在实践 中总结 出板壳式换热器 的优 用 饱和蒸 汽加 热 时 ， 加热 室采 甩列 譬式 维普资讯 １ ９ 第 ２ 卷 第 ３期 ９７ ５ 点ｎ 有 ｌ 广 州化工 ? ５? ５ 广。 在用 于易堵塞物料的换热 时 ， 必须 考虑 换 （ ） 在质 量流量相等 的情 况下 ． １ 总传热 系数 比螺旋板式换 热器 高约 ２ ； Ｏ （） 无 死 角 ， 会 有 细 菌 滋 生 的危 险 ； ２ 不 （） 汁 的流 量可 高达 １ ０ ｍ’ｌ以上 ， ３ ００ ／ Ｉ 单个 换热器 的 传热面积可 达 ４ ０ ０ｍ即 ０ ￣５ ０ ， 使 在 大 型糖 也不 必 用 多个 换 热 器 并 联 操 热 器的清 洗 和物 料的均 匀分 配 问蹶 ， 择 合 选 适 的 型式 ． ４ 结论 板壳式换热器可 视为在板式换热器 或板 翅式 换热器基础上发 展起 来的 变型 ．它 克服 了板式换 热器易堵 塞的弱点和 垫 片材料对操 作 ， 免 了糖 汁流速 的 突然 改变 带 来 的不 利 避 影响Ｉ 作 压力和 温度 的 限制 ， 同时基 本保 持 了结 掏 紧凑 、 传热 系数高的优点 ， 一种性能较优 良 是 的换热 器 。 从 传热 性能看 ， 它结 合了列 管 式换 热器 和板式换 热器的优点 ．其应用 范围与螺 旋板 （ ） 用蒸 汽为热 源时 ， ４ 换热器可 以适 应 蒸汽中台有 的不 凝结气体 ． 除 了糖 汁加热 以外 ， 壳 式换 热器 的应 扳 用逐渐 推广到 其他场合 ． 例如 ； 糖膏的锤度很 高， 又含有丈 量 的晶体 粒子 ， 因而传热性能较 差。 已有 用板壳式 换热 器的工业实 践 ， 果较 效 好 ．又 如 。 工业 上 需 要 将 磨 碎 的 块 根 （ 如甜 式换热器 大致相 同． 在某些场 合 ， 其质价 比优 于螺 旋板 式换 热器 ， 因而 当 可在 工业上 占有 一 席 之位 ． 菜） 加热或 冷却 。这是 一种特殊的物 料 ， 它并 不 是 流 体 ， 仍 可用 螺杆 泵 输送 ， 但 但板 易堵 塞， 只要流 动 一停止 ， 再 也无法 将其推 动 ． 就 因此 ， 换热器 必 须是 单程的 。 用板壳式换热器 试验 的结 果 ， 板 问距 为 ８ ｍ 时 ， 当 ａ ｒ 传热系数 约 为 １０ （ ． ０ Ｗ／ ｍ ℃）应指 出的是 ， 在此 场 合， 螺旋板 式换热器 同样有 效 ， 甚至更 好些 ， 因为 离 心力减少了堵 塞的 可能性 ． 总的 来看 ， 板壳式换 热 器 的应 用 范 匿很 ５ 参 考 文 献 Ｉ Ａｎ ｒｅ ｅ。 ｅ ｃ ａ ｇ ｕｓＰ ａｕａｒ（ ｄ ｅＰ ｚ Ｌ ｓ ｈ ｎ ｅ ｒ ｌｔｌｉ 板壳 式 Ｅ ｅ 换 ｊｌ ） ｎ ｏｍａｉｎ ｌ ｅ． ９ ３ ４ ． ６ ～ ！嚣 Ｉ 『ｒ ｔ ｓＣｈｍｉ １ ８２ ３ ２ ５ ｝ ｏ ２ ６７ ２ ＢＡＲＲ ＱＵＡ Ｉ ＮＤ ． 壳 式换 热 器技 术资 料 板 ３ ＢＡＲＲ ＱＵＡ Ｉ ＮＤ 公 司 － Ａｖ ｎａ ｅ 。 ａ ｔｇ ｓ＆ Ａｐ １ ａ ｌ ? ｐｅ ｔｏ ｓｄ ｌｔｌｉ ｒ Ｓ ｃｅ ｔ （ 壳 式 换 热器 ｉｎ ｕ Ｐａｕａｒ ｅｒ ｕ ｒｒ 板 ｅ ｅ 的 优 点及 其 在制 糖工 业 中的 应用 ） Ｐｌ ｔ ｌ ｒ Ｈ ｅ ｔ Ｅｘ ｈ ｎ ｅ ａｕ ａ ａ ｃ ａ ｇ ｒ Ｆｅ ａ ｎｇ Ｂｉｏ Ｇ ｕ Ｊｎ ｉ Ｘｕ Ｈａ ｑ ｎ ｎ ｉｇ （ ｐ ｒ ｅ ｔｏ ｈ ｍｉ ｌＥｎ ｌｅ，ｎ Ｗ ｕ ｉ ｉｅｓ ｙ Ｄｅ ａ ￣ ｎ ｜Ｃ ｅ ｃ ｇ ｎ ￣ｉｇ， ｘ ｖ ｒｉ ａ ＇ Ｕｎ ｔ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ｌｉｈｎ ｕｔｙ ｇｔ ｄ ｓ ） Ｉ ｒ Ｔｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓｏ ｌ ｔ ａ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒａ ｅｄ ｓ ｕ ｓ ｄ Ｔｈ ｓ ｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｆｐ ａ ｕｌｒｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ． ｉｓａｎ ｗ ｃ ｔ ｐ ｆ ｅ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ｉｈ ｃ ｍｂｎ ｓｔ ｅａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｐａ ｕ ｘ ｈ ｎ ｅ ｎ ｕ ｕａ ｘ ｙ ｅｏ ａ ｃ ａ ｇ ｒｗｈｃ ｏ ｉｅｈ ｄ ａ ｔｇ ｓｏ ｌｑ ｅｅ ｃ ａ ｇ ｒａ ｄ ｔ ｂ ｌｒｅ — ｈ ｅ ｃ ｎ ｒ ｈａ ｇ ．Ｓｉ ｉ ｒ ｔｔ ｐ ｒ ｌｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ， ｔ ｉｐ ｒ ｉｕ ａ ｌ ｓ ｆ ｌｉ ａ ｅ ｅ ｍ ｌ Ｏ ｈｅ ｓ ｉａ ｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｉ ｓ ａ ｔｃ ｌ ｒｙ ｕ ｅ ｕ ｎ ｃ ｓ ｓ ｗｈｅ ｅ ｔ ｅ ａ ｒ ｈ ｐ ａ ｕ ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｉ ｏ ｕ ｔ ｂ ｅ ｌｑ ｅ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｓｎ ｔｓ ｉａ ｌ． Ｋｅ ｗｏ ｄ： ｈｅ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｐ ａ ｕ ａ ｐ ａ ｕ ｔ ｂ ｌｒ ｙ ｒ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｌ ｔ ｌｒ ｌｑ ｅ ｕ ｕａ
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