U型管换热器的改进之处及壁厚计算.docx

U 型管换热器是管壳式换热器的一种，常用于化工设备中。因为它只有一块管板，所以管子被弯成 U 型，管子的两端固定在同一块管板上。由于壳与管分离，管束可以自由伸缩，不会因管壁与壳壁的温差而产生热应力，热补偿性能好。U 型管换热器管程为双管程，流程长，流量大，传热性能好，承压能力强，无浮头，所以结构简单，成本比其他换热器便宜，管束可从壳体中抽出，管外容易清洗，管内难清洗，所以管内的流体必须是情节及不易结垢。由于 U 型管换热器传热管的结构类型，除了外管外，大部分内管不能更换，管束中部有空隙，流体容易短路，影响传热效果。因此，通常在这里设置一个假管或一个中间挡板来减少这种流动死区。 板上排列的管较少，结构不紧凑。此外，由于 U 型管换热器中弯曲 U 型管的曲率和长度不同，物料分布不如固定管板换热器均匀。如果管道因泄漏而堵塞，传热面积将会损失，这些都是后期需要改进的方面。U 型管换热器中换热管的壁厚与工艺传热计算有关，但 U 型管需要用长管弯制而成。通常，U 型管弯曲段的弯曲半径不应小于换热管外径的两倍。在 U 型管的弯曲过程中，U 型管的弯曲段必然会引起换热管的圆度偏差和换热管的壁厚减薄。 弯曲前除了要保证换热管在弯曲过程中的圆度偏差外， 在弯制前必须计算弯制后弯管段的小壁厚能承受压力要求的厚度。通常 U 型管换热器弯管的壁厚是按小弯曲半径计算的，如果计算厚度不大于直管段的壁厚，所有 U 型弯管段将采用直管段的壁厚。如果弯管的壁厚是按照小弯曲半径计算的， 且计算出的壁厚比直管段的壁厚大，则 U 型弯管段的壁厚是按照弯曲半径从小到大计算的，直到 U 型弯管段的壁厚小于或等于直管段的壁厚。这时，U 型管一般分为两种规格，一种是按小弯曲半径计算的壁厚规格，另一部分为直管段的壁厚的规格。对于 U 型管换热器，必须配备合适的换热元件换热管，才能在实际应用中更好地发挥其作用，为用户提供更好的换热效果。