套管式換熱器是用兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接而成同心圓套管，外面的叫殼程，內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動(dòng)(或同向)以達(dá)到換熱的效果。
套管式換熱器以同心套管中的內(nèi)管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程“，程的內(nèi)管（傳熱管）借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上。熱量通過內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體由上部引入，而冷流體則由下部引入。套管中外管的兩端與內(nèi)管用焊接或法蘭連接。內(nèi)管與U形肘管多用法蘭連接，便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長(zhǎng)度取4～7米。這種換熱器傳熱面積*高達(dá)18平方米，故適用于小容量換熱。當(dāng)內(nèi)外管壁溫差較大時(shí)，可在外管設(shè)置U形膨脹節(jié)或內(nèi)外管間采用填料函滑動(dòng)密封，以減小溫差應(yīng)力。管子可用鋼、鑄鐵、銅、鈦、陶瓷、玻璃等制成，若選材得當(dāng)，它可用于腐蝕性介質(zhì)的換熱。
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優(yōu)點(diǎn)
這種換熱器具有若干突出的優(yōu)點(diǎn)，所以至今仍被廣泛用于石油化工等工業(yè)部門。
①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱面積增減自如。因?yàn)樗蓸?biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，安裝時(shí)無需另外加工。
②傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器，同時(shí)還可以選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側(cè)流體的傳熱系數(shù)，因此它的傳熱效果好。液-液換熱時(shí)，傳熱系數(shù)為 870～1750W/（m2·℃）。這一點(diǎn)特別適合于高壓、小流量、低傳熱系數(shù)流體的換熱。套管式換熱器的缺點(diǎn)是占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多，約為管殼式換熱器的5倍；管接頭多，易泄漏；流阻大。
③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作適應(yīng)范圍大，傳熱面積增減方便，兩側(cè)流體均可提高流速，使傳熱面的兩側(cè)都可以有較高的傳熱系數(shù)，是單位傳熱面的金屬消耗量大，為增大傳熱面積、提高傳熱效果，可在內(nèi)管外壁加設(shè)各種形式的翅片，并在內(nèi)管中加設(shè)刮膜擾動(dòng)裝置，以適應(yīng)高粘度流體的換熱。
④可以根據(jù)安裝位置任意改變形態(tài)，利于安裝。
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缺點(diǎn)
①檢修、清洗和拆卸都較麻煩，在可拆連接處容易造成泄漏。
②生產(chǎn)中，有較多材料選擇受限，由于套管式換熱器大多是內(nèi)管中不允許有焊接，因?yàn)楹附訒?huì)造成受熱膨脹開裂，而套管式換熱器大多數(shù)為了節(jié)省空間選擇，彎制，盤制成蛇管形態(tài)，故有較多特殊的耐腐蝕材料無法正常生產(chǎn)。
③套管換熱器國內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一的焊接標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)企業(yè)都是根據(jù)其他換熱產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)選擇焊接方式，所以，套管式換熱器的焊接處，出現(xiàn)各類問題司空見慣，需要經(jīng)常注意檢查，保養(yǎng)。
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