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不锈钢冷凝器
不锈钢冷凝器，是一种冷却设备。
冷凝器——不锈钢冷凝器、列管式冷凝器、列管冷凝器
不锈钢冷凝器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
不锈钢冷凝器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器（冷凝器）只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。
不锈钢冷凝器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。 该设备一般都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料；镍合金则用于高温条件下.。
翅片管换热器
翅片管式换热器是人们在改进管式换热而的过程中较早也是较成功的发现之一。直至目前，这一方法仍是所有各种管式换热面强化传热方法中运用得较为广泛的一种。它不仅适用于单翅片管式换热器在动力、化工、石油化工、空调工程和制冷工程中应用得非常广泛。
中文名 翅片管换热器 外文名 finned tube exchanger; fintube exchanger 类 型 平翅、波纹翅等 分 类 按结构、制造工艺 应 用 动力、化工、空调 所属学科 传热学
目录
1 翅片管的类型
2 翅片管的结构
3 传热计算
4 应用
翅片管的类型
翅片管式换热器的基本传热元件为翅片管，翅片管山基管和翅片组合而成。基管通常为圆管，也有椭圆管和扁平管。
翅片的表面结构有平翅、间断翅、波纹翅和穿孔翅等。其中，后两者为高效换热片型。
翅片管的结构
1、按结构型式分类
从结构型式上翅片管可分为纵向和径向两种基本类型，其他型式均为这两类的发展和变形，例如大螺旋角翅片管接近纵向，小螺旋角翅片管接近径向翅片的形状有圆形、矩形和针形。此外，翅片可设置在管外，称外翅片管;也可设置在管内，称内翅片管或内外兼有。
2、按制造工艺分类
按制造工艺可把翅片管分类为整体翅片管、焊接翅片管、高频焊翅片管和机械连接翅片管。
（1）整体翅片管，由铸造、机械加工或轧制而成，翅片与管子为一整体。
（2）焊接翅片管，使用钎焊或惰性气体保护焊等工艺制造。现代焊接技术可使不同材料的翅片连接在一起，并能将翅片管制造得简单、经济，具有较好的传热及机械性能，已被广泛应用。由于焊缝中残渣不利于传热，甚至会引起断裂，因此在生产这类翅片管时必须保证焊接工艺质量。
（3）高频焊翅片管，利用高频发生器产生的高频电感应，使管子表面与翅片接触处产生高温，在10μm
左右的深度范围内使两者溶化，再加压使翅片与管子连为一体。无焊剂，也无焊料，制造简单，生产率高，传热及机械性能优良。这是较为理想的一类翅片管，正为广大用户认识和采用。
（4）机械连接翅片管，通常有绕片式、镶嵌式、套片式或串片式等三种类型。绕片式翅片管制造简单，把金属带用机械或焊接方式周定于管子一端，借管子转动力矩将金属带紧紧地缠绕于管外壁，另一端固定即成绕片式翅片管。绕片的材料可以是铜带、钢带或者铝带。 [1]
传热计算
翅片管式换热器传热计算的基本方程式与其他管式换热器一样，是：
式中：
——传热量，W；
——以基管内表面传热面积为基准的总传热系数，W/（m2·℃）；
——以翅片侧外表面传热面积为基准的总传热系数，W/（m2·℃）；
——基管内表面传热面积，m2；
——翅片侧外表面传热面积，m2；
——对数平均温差，℃。
化简上式可得
应用
翅片管式换热器在动力、化工、石油化工、空调工程和制冷工程中应用得非常广泛如空调工程中使用的表面式空气冷却器、空气加热器、风机盘管。制冷工程中使用的冷风机蒸发器、无霜冰箱蒸发器等它不仅适用于单相流体的流动，而且对相变换热也有很大的价值
目前，大部分用于洁净气体的翅片管式换热器采用了新型高效的翅片表面结构，获得了显著的强化传热效果。 [1]

与使用原生资源相比，使用再生资源可以大量节约能源、水资源和生产辅料，降低生产成本，减少环境污染。同时，许多矿产资源都具有**的特点，这决定了再生资源回收利用具有不可估量的价值。
再生资源回收利用技术开发投入严重不足。由于资金投入少，技术开发能力弱，导致废旧物资加工处理工艺落后，技术及装备水平较低，一些与再生资源加工处理相伴的环境污染物未能妥善处理。即使是先进适用的技术，也由于缺少资金而难以推广应用。大部分再生资源的加工处理技术还十分落后，与资源综合利用和环境保护的要求差距甚远。
管壳式换热器
管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用较广的类型。
管壳式换热器有固定管板式汽-水换热器、带膨胀节管壳式汽-水换热器、浮头式汽-水换热器、U形管壳式汽-水换热器、波节型管壳式汽-水换热器、分段式水-水换热器等几种类型。管壳式换热器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。
中文名 管壳式换热器 外文名 shell and tube heat exchanger 别 **管式换热器 优 点 耐高温、高压 控制参数 加热面积、热媒参数等 产品标准 《管壳式换热器》GB151-2014
目录
1 结构
2 分类
3 特点
4 换热器选用要点
5 安装要点
6 执行标准
▪ 产品标准
▪ 工程标准
7 腐蚀分析
▪ 影响因素
▪ 防腐保护
结构
管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
管壳式换热器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。
FPR浮动盘管容积式换热器
FPR浮动盘管容积式换热器
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示为较简单的单壳程单管程换热器，简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
分类编辑
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差**过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
①固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
②浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。
③ U型管式换热器 每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
④涡流热膜换热器涡流热膜换热器采用较新的涡流热膜传热技术，通过改变流体运动状态来增加传热效果，当介质经过涡流管表面时，强力冲刷管子表面，从而提高换热效率。较高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式，在换热管表面形成绕流，对流换热系数降低。
各种分类换热器性能对比：
对比项目
浮动盘管换热器
螺纹管换热器
涡流热膜换热器
适用介质种类
蒸汽、水
蒸汽、水
弱腐蚀性化工原料、蒸汽、水
介质的参数范围
温度：0-150度
压力：0-1.0MPa
温度：0-150度
压力：0-1.6MPa
温度：-40-400度
压力：0-10.0MPa
热效率
热效率=92%
热效率=93%
热效率=96%
防垢性能
自动除垢
人工除垢
具有防垢功能
耐震、噪音
振动较大，噪音大
振动较小，噪音小
振动微弱，噪音小
使用寿命
7年左右
10年左右
20年左右
维修
停机维修，更换管束
停机维修，拔管再胀管
*维修
特点
1.高效节能，该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C。
2.全不锈钢制作，使用寿命长，可达20年以上。
3.改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻。
4.换热速度快，耐高温（400℃），耐高压（2.5Mpa）。
5.结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资。
6.设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金。
7.应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。
8.维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便。
9.采用纳米热膜技术，显著增大传热系数。
10.应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
11.传热管采用外表面轧制翅片的铜管,导热系数高，换热面积大。
12.导流板引导壳程流体在换热器内呈折线形连续流动，导流板间距可根据较佳流速进行调节，结构坚固，能满足大流量甚至**大流量、脉动频率高的壳程流体换热。
13.当壳程流体为油液时，适用于粘度低和较清洁的油液换热。
换热器选用要点
1）、根据已知冷、热流体的流量，初、终温度及流体的比热容决定所需的换热面积。初步估计换热面积，一般先假定传热系数，确定换热器构造，再校核传热系数K值。
管壳式换热器
管壳式换热器
2）、选用换热器时应注意压力等级，使用温度，接口的连接条件。在压力降，安装条件允许的前提下，管壳式换热器以选用直径小的加长型，有利于提高换热量。
3）、换热器的压力降不宜过大，一般控制在0.01～0.05MPa之间；
4）、流速大小应考虑流体黏度，黏度大的流速应小于0.5～1.0m/s；一般流体管内的流速宜取0.4～1.0m/s；易结垢的流体宜取0.8～1.2m/s。
5）、高温水进入换热器前宜设过滤器。
6）、热交换站中热交换器的单台处理和配置台数组合结果应满足热交换站的总供热负荷及调节的要求。在满足用户热负荷调节要求的前提下，同一个供热系数中的换热器台数不宜少于2台，不宜多于5台。
安装要点编辑
1）、热交换器应以较大工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。在试验压力下，保持10min压力不降。
2）、管壳式换热器前端应留有抽卸管束的空间，即其封头于墙壁或屋顶的距离不得小于换热器的长度，设备运行操作通道净宽不宜小于0.8m。
3）、各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。
4）、加热器上部附件（一般指安全阀）的较高点至建筑结构较低点的垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。
执行标准
产品标准
《管壳式换热器》GB151-2014
《导流型容积式水加热器和半容积式水加热器(U型管束)》CJ/T 163-2002
工程标准
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
腐蚀分析编辑
管壳式换热器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统污染环境又造成物料浪费。
管壳式换热器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分一般与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀，这就是我们常说的电化学腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等的凹坑。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。化学腐蚀就是介质的腐蚀，换热器管板接触各种各样的化学介质，就会受到化学介质的腐蚀。另外，换热器管板还会与换热管之间产生一定的双金属腐蚀。
影响因素
综上所述，影响管壳式换热器腐蚀的主要因素有：
（1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀较严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降；
（2）杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、氰离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀
（3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；
（4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大；
（5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。
防腐保护
针对冷却塔防腐问题，传统方法以补焊为主，但补焊易使管板内部产生内应力，难以消除，可能造成冷却塔管板焊缝再次渗漏。现西方国家多采用高分子复合材料的方法进行保护。其具有优异的粘着性能及抗温、抗化学腐蚀性能，在封闭的环境里可以安全使用而不会收缩，特别是良好的隔离双金属腐蚀和耐冲刷性能，从根本上杜绝了修复部位的腐蚀渗漏，为冷却塔提供一个长久的保护涂层。
参考资料
1. 李志安，金志浩，金丹主编. 过程设备制造. 北京：中国石化出版社, 2014.08.
2. 叶天泉,孙杰,王岳人等;侯冰,杨兆生,马恒旭等．城市供热辞典：辽宁科学技术出版社 ，2005-09
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1 结构

我国石墨换热器经过近三十年的发展，已经做到了国际上应用的品种绝大部分都能生产，使用材料也从电极石墨转向化工**石墨，并出现了一批能够生产较高质量、规格齐全的石墨换热器厂家。
**以来我国石油和化学工业得到了**的发展，石墨换热器的主要用户化肥工业，经过50多年的发展已形成了包括科研、设计、设备制造、施工安装、生产、销售、农化服务等一套完整的工业体系。氮肥和合成氨产量居世界**，磷肥产量居世界*二，我国已经成为世界上较大的化肥生产国和消费国。化肥自给率已接近90%，其中氮肥自给率达到**，磷肥自给率已达到94%。 [3] 2008年我国磷肥总产量**过1325万吨，已达到2020年磷肥需求预测水平。
化学工业的兴旺大大带动了我国石墨换热器的开发与应用。近年来，用户对规格各异、性能好、质量高的石墨换热器的迫切需求，促使国内石墨换热器厂家纷纷扩大生产能力，加大科研投入，改进生产工艺及技术装备，有的采取与外商合作的方式提高石墨换热器的生产水平，从而大大缩小了我国石墨换热器技术与国外的差距。其进步主要表现在： [3]
一是开发了增强不透性石墨材料，扩大换热器的应用范围。石墨换热器用不透性石墨材料的增强技术在美、日、德、法等国已得到较为广泛的应用。如采用碳纤维增强块孔式石墨换热器的浸渍石墨块或列管式石墨换热器的石墨管和石墨管板，以及开发表面涂敷耐磨陶瓷氧化物涂层的石墨材料等新技术等。天华化工机械与自动化研究设计院成功地研制出碳纤维增强石墨管，其性能基本达到德国西格里公司的增强石墨管的性能，从而大大提高了石墨换热器的抗热震性、抗磨蚀性和抗裂性，拓展了石墨换热器在高温、高压等环境中的应用范围。 [3]
二是开发化工**石墨材料。国外十分注重发展细颗粒、低孔隙率、高强度的石墨产品。英国摩根碳素公司制造的化工**石墨坯材的颗粒度小于0.35mm，法国罗兰碳素公司的大规格细颗粒耐高温石墨的颗粒度为0.1-0.2mm和0.5-2.0mm，美国联合碳化物公司拥有当今世界上*特的大块 材 细 颗 粒 结 构 不 透 性 石 墨 ， 其 较 大 颗 粒 为0.15mm。化工**石墨材料颗粒细、密度高、机械强度和换热性能好，成为**制造石墨换热器的可以选择材料。国内东新电碳厂、青岛碳制品厂、上海碳素厂等经过努力生产出了高强度、细颗粒的化工**石墨，从而彻底改变了制造化工用石墨设备使用冶金电极石墨材料的状况。 [3]
三是开发出一批大规格、高参数石墨换热器。国外石墨换热器的规格大型化、性能高参数化趋势已十分明显，为此国内江西贵溪化肥厂、铜陵磷铵厂等国家重点建设项目专门从法国罗兰碳素公司和维卡勃公司购进了大型石墨换热器。“八五”计划以来，东新电碳厂在化工部的支持下配备了大型混合设备及振动成型机，相继生产出直径为1000mm、1200mm、1300mm的块材，并在焙烧、浸渍和石墨化处理工艺方面进行了有益的探索，大大缓解了国内大型石墨换热器需求方面的矛盾。 [3]
天华化工机械及自动化研究设计院开发研制的大型氟塑料-石墨板式换热器是上世纪90年代以来非常值得一提的技术成果。由于氟塑料-石墨板式换热器板片是由非金属复合材料压制而成，因此在保证板片能够进行换热的前提下，还要在保证板片具有足够高的强度并能够压制成形方面做大量的工作。在板片设计方面，考虑到非金属复合材料的特点(如与金属材料相比脆性大抗压强度低)，该院借鉴金属板式换热器板片设计经验，设计单板换热面积为0.34-0.6m2板片时将长宽比从金属板片的2.1提高到2.8，即大型板片长度更长但宽度基本保持不变，其结果是介质在换热器中流过的路线更长，由于在换热器内停留的时间更长，换热更为充分，提高了换热器总传热系数。在板片研制方面，主要是提高材料的导热系数，解决板片脱模问题和板片收缩问题，包括基本组成成分、物料配比的筛选，物料混合方式及其对板片力学性能影响的研究，对不同热成型及压制方法制得的板片进行力学性能测试等，较终确定制作板材的较佳成型温度、成型时间、冷却方式和脱模方式。在密封结构方面，不是采用国外单纯的面密封结构，而是采用线面结合的密封结构，此结构密封面积小，同等密封压紧力下可在密封面上产生更大的单位面积压紧力，即在密封件上压强更大。实践证明该密封方式效果良好。 [3]
由天华院研制生产的大型氟塑料-石墨板式换热器具有如下特点：由氟塑料、石墨等非金属材料复合制成的人字形波纹板片作传热元件；采用线面结合的密封结构；用固定端板及螺栓结构作紧固件；用压紧弹簧、活动端板结构作调节件以缓解板片之间因收缩与膨胀引起的应力破坏等。 [3]
2003年10月在齐鲁分公司万吨微球装置中作为铝溶胶换热设备投用，至今设备已稳定运行多年，不仅换热效果良好、耐腐蚀性强，而且结构紧凑、占地面积小、易于安装维修。设备技术指标达到设计要求，满足了生产需要。使铝溶胶生产摆脱了每3个月就需更换列管式石墨换热器的状况，而且年增加产值900万元、利润400万元，节约资金70万元。2005年8月由中国石油化工股份公司科技开发部组织的技术鉴定会鉴定该项技术成果已达到国际先进水平。 [3]
青岛金利康化工设备有限公司开发的组合列管式磷酸浓缩换热器也是一个有特色的产品，这项技术的出现在一定程度上解决了传统石墨换热器结构上因黏结剂与浸渍石墨块材两种不同材料线胀系数的明显差异所引起的应力破坏。列管式石墨换热器换热管与管板连接主要分为两种类型，即传统粘结型式和弹性密封型式。组合列管式石墨换热器采用石墨作为结构材料，而两端管板均为固定管板，管板与换热管结合使用高弹性耐腐蚀材料实现弹性密封连接。此种石墨换热器结构简单，抗震，传热性能好，操作阻力小，易维护和管理，消除了传统石墨换热器结构上因黏结剂与浸渍石墨块材两种不同材料线胀系数的明显差异所引起的应力破坏，即使在温差较大的工艺条件下，操作仍然稳定可靠；设备全部采用承插式活连接，维修方便，换管简单，不仅换热面积不减少且可避免因堵管出现整机报废。普通粘结型石墨换热器因黏结剂与浸渍石墨块材两种不同材料线胀系数的明显差异，易引起应力破坏；在温差的作用下石墨管“差异伸长”，温度不均布因素导致应力破坏，管板为黏性连接，维修不方便；操作过程中易结垢，造成传热性能降低，操作阻力增大，易出现堵管导致整机报废。组合式石墨换热器弥补了粘结型换热器的不足，而价格仅是国外进口产品价的1/10左右，具有广泛的市场前景和推广价值。

空间用换热器
空间用换热器是指载人**器安装的各种热交换器。用于空间的热交换器具有结构紧凑，换热效率高，工作安全可靠和寿命长的特点。
中文名 空间用换热器 外文名 heat exchanger for spacecraft 学 科 航空工程 领 域 工程技术
目录
1 简介
2 特点
3 分类
4 结构特点
5 空间辐射散热器
6 换热器
简介
空间用换热器是指载人**器安装的各种热交换器 [1] 。
特点
用于空间的热交换器具有结构紧凑，换热效率高，工作安全可靠和寿命长的特点 [1] 。
分类
就换热器的流体种类可分为液/液、气/气和液/气热交换器。液/气热交换器是使用较多的一种，用于舱内循环空气对冷却液体的热交换。此外，还有一些特殊的换热装置，包括液体与蒸气相变、气体与蒸气相变的蒸发器、冷凝换热器与升华器等。
结构特点
为了补充空间辐射散热器的不足，在液路、气路都曾安装水蒸发散热器和升华散热器，冷凝换热器则使用更多 [1] 。
空间辐射散热器
空间辐射散热器是一种流体对外部热沉的散热设备，冷却板通过流体与设备热传导器件之间进行热交换。此外，还有大量使用的再生式热交换器，用以回收废热。
换热器
换热器按结构可分为板-翅式结构，管-板式结构以及一些不同形式传热面组成的结构等。例如，液体与带有管道的圆筒式蒸发表面的换热，冷流体与带有毛细夹芯结构的装置换热等