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关于钛设备的设计要点——热交换器

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2020-07-10 | 浏览:253 ]

钛热交换器的制造技术经历了与钛压力容器一样的发展过程。开始,低压低温条件下的交换器是用1mm厚衬里封头和1.6mm贴面的碳钢管板制造的。现在大型交换器则用厚达100mm的整体管板和同样厚的整体封头制成,并已发展到用复合板制作大型管板的阶段,但只有在管内有腐蚀介质时才使用复合板和衬钛管板。



钛管本身就是一个薄而耐用的材料,即使在恶劣和临界使用条件下也是如此。高压场合最常用的钛管壁厚为0.91mm和1.2mm。必须考虑到由于振动和其他一些估计不到的使用情况会使薄壁管遭到破坏。但这种情况在实际使用中是极为罕见的,而且只限于发生在供气速度过高的热交换器中。人们一直是用重新设计隔板间距来克服这一困难。

管和管板连接一般是用辊涨和密封焊接,以得到完全密封和防止管和管板之间的缝隙。但是有时钛管同铜管板连接,此时就只能用辊涨法连接。
一般是用三辊辊涨机进行辊涨,通常在高于90mm的管板厚度上,管壁厚度的减小为5%。机械辊涨的结果是水压密封,用开槽的管板孔提高了一些拉脱强度,但是不影响水压密封性。

由于钛的使用常常是与强腐蚀介质相联系的,所以一般都采用机械辊涨加密封焊接。对于管与管板的焊接,不管是全钛还是复合板,很多设计者基于焊透性的改进而支持采用阶梯焊接。但有些人却认为是不必要的,因为这样会给在必须补焊时造成更大的困难。



在某些应用中,特别是介质为海水时,有可能使用用钛管装人不同金属管板并辊涨所制成的热交换器。但很明显只有在管板材料与钛是相容的条件下才能这样做。

要给出一个合适的钛表面热传导系数极限是不现实的,因为它在很大程度上取决于设计和工艺参数。对于用冷水作为冷却剂的热交换器,可用值为425~550W/(m2.℃C);对于用蒸汽或热水加热静止液体的热交换器,可用值为800~1450W/(㎡.℃)。
对于用海水冷却的凝汽器,当其管壁厚度为0.5~1.0mm、流速低于3.9m/s时,实测数据为5400~6800W/(m2·℃)。
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