双管板换热器与单管板换热器的区别
2021年6月29日 14:48
关键词 | 双管板 单管板 换热器
共 1822 字 | 建议阅读时间 5 分钟
导读
昨天的文章讲到了固定管板式换热器 (点击查看），还没有看的小伙伴可以瞅瞅，今天来介绍双管板与单管板换热器的区别。
双管板换热器是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。
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。
01
双管板换热器的应用
在实际操作中，双管板换热器一般用于以下两种场合：
一种是绝对防止管壳程间介质混串的场合，例如，对壳程走水、管程走氯 气或氯化物的换热器。
若壳程中的水与管程中的氯 气或氯化物接触，就会产生具有强腐蚀性的盐酸或次氯酸，并对管程材质造成严重的腐蚀。
采用双管板结构，能有效防止两种物料混合，从而杜绝上述事故的发生。
另一种是管壳程间介质压差很大的场合，此时通常在内外管板之间的空腔中加入一种介质，以减小管壳程间介质的压差。
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。
02
双管板与单管板换热器结构比较
双管板换热器采用固定管板结构，管束不能抽出清洗，单管板换热器可采用多种结构型式，管束可以抽出清洗。对于温差较大的双管板换热器，简体上可加装波纹膨胀节；而单管板换热器除可考虑简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，存在二种设计理念的认识：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。
03
双管板与单管板换热器使用上比较
单管板换热器最常见。在使用中除经常出现垫片螺栓法兰接头密封泄漏外，还会出现管板上的管口泄漏，以及焊接裂纹等。单管板换热器管板上的管口泄漏大部分出现在焊接收弧处。焊接收弧时气体未放干净，有砂眼。
双管板换热器具有内外双层管板，如果内管板管口泄漏，还有外管板防护。
单管板换热器焊接裂纹常出现在换热器简体大法兰盘锥体小端与简体结合部。这里出现问题的主要原因，一是大法兰盘锥体小端与简体结合部应力大；二是几何尺寸和形状突变，容易埋藏缺陷。
双管板换热器简体大法兰盘锥体小端与筒体结合部位于内外管板间形成的空腔外边上，空腔中无介质或介质压力很小。受力状况好于单管板换热器。
另外，双管板换热器压力试验要打4遍压(管程、两内管板之间的壳程、两侧内外管板之间的腔体)，单管板换器压力试验要打2～3遍压(管程、壳程或管程、壳程、小浮头)。
04
双管板与单管板换热器制造的比较
①费用
双管板换热器与单管板换热器相比，增加部分为两个外管板、两个内外管板之间的腔体和腔体中的换热管。目前国内定购的双管板换热器价格比定购的单管板换热器价格高出10~20%左右。
据北京燕山石化公司制苯装置三台双管板换热器显示：如果分别采用双管板结构形式和单管板结构形式做换热器，双管板比单管板增加重量10％～20％，增加费用25％～37％。因此，应更加重视双管板换热器制造质量，使多花的钱，切实达到好的效果。
②胀接
通常，换热管和管板的连接大致有四种形式，即强度焊(常见氩弧焊)、强度胀、强度焊+贴胀、强度胀+密封焊，其差异主要反映在管孔是否开槽和焊接坡口及管子伸出长度等方面。胀接可分为非均匀胀接(机械滚珠胀接)、均匀胀接(液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接、爆炸胀接等)。
双管板换热器设计要求采取强度焊+强度胀，推荐采用液压胀管法。单管板换热器一般设计要求采用强度焊+贴胀，采用机械胀管或手工胀管即可。
目前国内大多数制造商没有液压胀管设备，即使有，由于液压胀头购置费用高并且损耗大(平均胀100多个管口，要换一个液压胀头)。液压胀头一次性使用，不能修复。
因而很少采用液压胀管法制造换热器。
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