绕管式换热器及其传热的计算方法

孔祥力(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

0 引言

能源是人类生存和发展的必不可缺的物质基础。能源的有限和不可逆性，促使人们越来越多的开始关注节约能源。如何有效提高能源利用率，仍是一个值得关注并深入研究的课题。在石油化工领域，换热器是一种在工业生产中实现物料之间的热量传递的工艺设备。也是提高能源利用率的主要设备之一。据统计在化工厂中，换热器的投资约占总投资的10%～20%，而在炼油厂中该项投资要占到总投资的30%～40%[1]。从工程项目整体投资来说，如何提高换热设备的性能，降低能耗，这一直是广大科研人员、开发者的目标。而缠绕管式换热器作为一种高效紧凑的换热设备，一直备受青睐。在化工项目中，采用缠绕管式换热器有很大优势。它具有传热系数高、换热效率好、结构紧凑、可同时进行多种介质的换热、管侧耐高压，换热管热膨胀可自行补偿等优点。

1 缠绕管式换热器的介绍

缠绕管式换热器是管式换热器的一种。可以做成立式或者卧式。缠绕管式换热器的结构主要由管板、中芯筒、壳体、若干换热管(一般数目多达几千根)、隔条、封头等组成，如图1所示。两端为上管板和下管板。许多层换热管布置在中间部分，按螺旋状一层一层依次逐层缠绕在中芯筒上。相邻两层换热管之间用相同厚度的金属丝或垫条隔开。换热管两端收集于管板内，一般采用强度焊加胀接的连接结构。为了达到管侧流体均匀分布，每根换热管采用等长管子制造。……