在换热管端部有一块管板,称为外侧管板,也就是管程管板,兼作设备法兰,与换热管及管箱法兰相连接。在距换热管端部较近的位置还有一块管板,称为内侧管板,即壳程管板,与换热管及壳程相连接。外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,这部分空间可以用一个短节跟外界隔离开,组成一个不承受压力的隔离腔;也可以是一个敞开的结构。 1.双管板换热器的应用 在如下情形时,换热器管程和壳程介质严格禁止混合,则常常采用双管板结构:①当管程和壳程二介质相混合后会引起严重腐蚀;②一侧为极度或高度危害介质渗入到另一侧会引起严重后果;③当管程和壳程介质相混合后两种介质会引起燃烧或爆炸;④当一种介质混入另一种介质时,引起催化剂中毒;⑤管程和壳程介质相混合后会引起聚合或生成树脂状物质;⑥管程和壳程介质相混合后会引起化学反应终止或限制;⑦管程和壳程介质相混合后,引起产品污染或产品质量下降。
1.双管板换热器的应用
在如下情形时,换热器管程和壳程介质严格禁止混合,则常常采用双管板结构:①当管程和壳程二介质相混合后会引起严重腐蚀;②一侧为极度或高度危害介质渗入到另一侧会引起严重后果;③当管程和壳程介质相混合后两种介质会引起燃烧或爆炸;④当一种介质混入另一种介质时,引起催化剂中毒;⑤管程和壳程介质相混合后会引起聚合或生成树脂状物质;⑥管程和壳程介质相混合后会引起化学反应终止或限制;⑦管程和壳程介质相混合后,引起产品污染或产品质量下降。
2.双管板换热器的结构
双管板换热器采用固定管板结构,管束不能抽出清洗,这是与单管板换热器可采用多种结构型式、管束可以抽出清洗不同的地方。对于温差较大的双管板换热器,筒体上可加装波纹膨胀节;而单管板换热器除可考虑筒体上加装波纹膨胀节外,常采用浮头或U型管型式来补偿。
对于双管板换热器,存在两种设计理念的认识:一种认为双管板换热器用于绝对防止管壳程间介质混串的场合,设计在内外管板之间空腔上加装排液倒淋阀,供日常观察和内管板发生泄漏时排放,使得管壳程介质切实被内外二层管板隔离。这是采用双管板结构型式的主要目的。另一种认为双管板换热器可用于管壳程间介质压差很大的场合,设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质,来减小管壳程间介质的压差。这和一般单管板换热器一样,不能绝对保证外管板上管口不发生泄漏。双管板之间的隔离腔是与单管板换热器结构主要区别之处(见图1),该隔离腔不与管程、壳程相连通,不承受介质压力,但承受设备的机械载荷与热载荷。隔离腔的承载能力主要取决于双管板间距。对固定式双管板进行壳程水压试验时,内侧管板与换热管连接处可能存在泄漏,故在确定双管板间距时必须考虑观察、检漏所需要的最小空间。
3.双管板换热器的相关计算
双管板换热器两块管板间隙G可通过式(1)和式(2)进行计算。
由式(1)和式(2)可见,对于某一换热器而言,当管子的中心距和排列方式确定后,最外圈换热管的外切圆尺寸就是一定值,按照式(1)和式(2)就能算出间