换热器的种类繁多,可以按照用途将其大致分为加热器、冷却器、冷凝器和蒸发器等。浮头式换热器在两端的管板中,有一端与壳体不连接,这一端称为浮头。由于管子在受热时,管束及其附着的浮头能够沿着轴向自由伸缩,从而消除了由温差产生的应力。这使得它能够有效地补偿因温度变化引起的膨胀,并且更易于清洗和维修,因此应用非常普遍。但是,由于结构较为复杂,它们造价也相对较高。
筒体在换热设备中扮演了关键角色,因为它提供了所需的承压空间,是一种重要的压力容器元件之一。圆柱形筒体是工程领域中常用的这种结构之一。在换热设备的一个特定区域,位于后端,即后端管箱附近,其中利用浮头来隔离流经管程和壳程中的流体。浮头外侧部分改变了壳程流体流动方向,而内侧则改变了管程流体流动方向。
关于浮头式换热器,我们可以列出其优缺点:
优点:
管束可以被抽取,以便进行清洁。
介质间温差没有限制。
可以在高温、高压环境下工作,通常温度不会超过450摄氏度,压力不会超过6.4兆帕斯卡。
适合用于结垢严重或腐蚀易发生的情况。
适合使用在容易腐蚀但需要特殊材料保护的情况。
缺点:
小型浮头容易出现内漏问题。
使用金属材料会增加成本,大约20%以上。
结构设计较为复杂。
U型管式换热器是一种典型的地面化工设备,其主要部件包括管箱、壳体以及配套的长条状金属支架(即U形pipes)。由于这类转移能量装置中的交叉截面积呈现U形状,因此得名“U”形pipe heat exchanger。此类型转移能量装置仅有一个固定位置,但两个末端均固定于同一片板上。此外,这些转移能量装置具有以下特性:它们允许通过减少变径导致的一系列极限值来实现可靠性的最大化;它们确保避免因为不同部分之间温差引起的问题;此外,它们还保证了一定的通道长度和流量速率,从而提高传递效率;此外,它们还具备强大的耐压能力,使之适用于各种环境条件下运行。此类型系统简单并且经济实惠,而且可以轻松地从内部抽取以供检修或清洁,还因此被广泛采用。
最后要提到的是列管式换热机制,它旨在解决由温差引起的问题并尽可能减少对这些影响力的依赖。一旦临近60至70摄氏度左右及小于0.6兆帕斯卡 壳程液态气溶胶时,就必须考虑其他解决方案。而对于那些不符合上述条件的情景来说,在那样情况下的补偿机构无法充分发挥作用,因为过厚造成难以伸展,也失去了预期功能。在这样的情境下,一些替代方案变得更加明智。