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浮头式换热器、填料函式换热器
一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力。其优点是管间与管内清洗方便，不会产生热应力；但其结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。见下图1。壳体和管束对热膨胀是自由的，故而两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束有容易地插入或抽出壳体（也可设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构比较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄漏情况，因此在安装时特别注意其密封。
浮头式换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。图2所示结构，其浮头部分虽可以自由移动，但管束不能抽出壳休。优点是在相同的壳体直径下，布管数多，换热面积增加，但对于换热管外壁要求经常清洗的情况，不宜采用此结构形式。
图3所示为钩圈结构，在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5㎜。这样，当浮头处的钩圈拆卸后，即可将管束从壳体内抽出，以便进行检修、清洗。浮头盖需在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。随着浮头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不断的改进和完善。钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。目前钩圈的常用形式见图4。图4（a）为A型钩圈，在20世纪50年代及以前的浮头式换热器中采用较多。钩圈厚度通过强度计算决定。由于钩圈底部距浮头管板较远，使得浮头端壳程介质的死角增大，减少管束的有效传热面积。图4（b）为B型钩圈，为国外引进型式，钩圈厚度根据浮头管板厚度加上经验值决定。一般B型钩圈厚度较A型钩圈厚度薄。上紧浮头的双头螺柱，A型较B型长，螺柱的稳定性也差。A型结构浮头管板和钩圈的斜槽均采用12°。而B型结构由于浮头管板和钩圈的斜槽采用不同的倾角，管板斜槽斜度18°，而钩圈为17°，钩部厚度为30㎜。管板外径与钩圈内径的间隙控制在0.25~0.4㎜。这样在上紧螺柱时，间隙将消失而使管板对钩圈起到支撑并控制钩圈转角的作用，既保证螺柱的弯曲变形在允许范围内，又保证有效密封作用。
图5所示结构为管束装入或抽出时，不需先将浮头部分拆除，检修、安装及清洗等工作均可在壳体外进行，比较方便。但是该结构的壳体直径要比上述浮头换热器增大。浮头处结构可做成图5（a）和（b）两种形式。
图6是浮头换热器中又一种形式，它是一种单程浮头换热器，在管程出口处采用填料函结构。图6（a）的结构在设计时应考虑浮动一端的管板外径小于壳体内径，以便管束可以在壳体内抽出。在浮头头盖相连接的出口管，应尽量选用标准，以利安装与制造。
管壳式、容积式、浮头式换热器技术参数 规 格（m2） 有效长度（mm） 外径（mm） 重量（kg） 0.5 800 159 60 1 800 159 90 1.5 1200 208 138 2 1200 220 155 3 1400 300 236 5 1200 300 260 10 1600 400 390 15 2400 400 560 20 2600 400 800 30 3200 450 1005 40 3500 500 1310 50 4000 500 1620 60 4000 500 1850 70 4000 500 2080 80 3500 600 2320 90 4000 600 2600 100 3000 700 2950 填料函式换热器
填料函式换热器是指管束一端与管板固定、一端与壳体间采用外置填料函密封的管壳式换热器。由于管束可以自由伸缩，管束与壳体之间不会产生温差应力。优点是结构简单，制造方便，易于检修、清洗。缺点是壳程流体有外漏的可能，故使用压力及温度受到限制。壳程不宜走易挥发、易燃、易爆及有毒的介质。
由于采用填料函式密封结构，使得管束在壳体轴向可以自由伸缩，不会产生壳壁与管壁热变形差而引起的热应力。其结构较浮头式换热器简单，加工制造方便，节省材料，造价比较低廉，且管束从壳体内可以抽出，管内、管间都能进行清洗，维修方便。
因填料处易产生泄漏，填料函式换热器一般适用于4MPa以下的工作条件，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度也受填料的物性限制。填料函式换热器已很少采用。
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江苏天锤电力辅机有限公司
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- 产品型号：FT-100
- 品 牌：天锤电力
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- 更新日期：2024-05-01
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