U型管换热器空气加热器设计及有限元分析+CAD图纸(8)
联邦德国林德公司换热器的定距螺栓结构的拉杆形式。定距螺栓有A/B两种形式,A型是与管板连接的定距螺栓，两折流板之间采用B型，该结构安装简单方便，间距正确。
换热器直径D＜1000mm时，每个换热器只用四根拉杆固定。
3.2 拉杆及定距管设计
3.2.1 定距管设计
定距管结构，适用于换热管外径大于或等于19mm的管束，L2＞La；
定距管的尺寸，一般与所在换热器的换热管规格相同。对管程是低合金钢，壳程是碳钢的换热器，可选用与不锈钢换热管外径相同的不锈钢管做定距管。定距管的长度，按实际需要确定。本次设计选取Ф19mm的不锈钢钢管做定距管。
图3.2 定距管结构
3.2.2 拉杆的直径和数量
选取拉杆直径为12mm。
选取拉杆数量为4根。
3.2.3 拉杆的尺寸
拉杆的长度按实际需要确定，拉杆的连接尺寸按图3.3。
图3.3 拉杆的尺寸
选取拉杆螺纹公称直径为12mm，La=15mm，Lb=50mm，b=2.0mm。
3.2.4 拉杆的布置
拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于3个支承点。
3.3 防冲
为防止壳程物料进口处，流体对换热管表面的直接冲刷，应在壳程进口管处设置防冲板。设置防冲板和导流筒的条件为：
当管程采用轴向人口接管或换热管内流体流速超过3m/s时，应设置防冲板，以减少流体的不均匀分布和对换热管端的冲蚀。
对有腐蚀或有磨蚀的气体、蒸汽及气液混合物，应设置防冲板。
当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时，应设置导流筒，以减小流体停滞区，增加换热管的有效换热长度。
3.3.1 防冲板的形式
防冲板的两侧焊在定距管或拉杆上，也可同时焊在靠近管板的第一块折流板上；防冲板焊在圆筒上；用U形螺栓将防冲板固定在换热管上。
3.3.2 防冲板的位置和尺寸
防冲板在壳体内的位置，应使防冲板周围与壳体内壁所形成的流通面积为壳程进口接管截面积的1～1.25倍。
防冲板外表面到圆筒内壁的距离，应不小于接管外径的1/4。取壳程防冲板到圆筒内壁的距离为20mm。
防冲板的直径或边长，应大于接管外径50mm，取防冲板的变长为115mm。
防冲板的最小厚度：碳钢为4.5mm，不锈钢为3mm。本设计选用碳钢，厚度为4.5mm。
图3.4 防冲挡板的尺寸
3.4 防短路结构
在换热器壳程，由于管束边缘和分程部位都不能排满换热管，所以在这些部位形成旁路。为防止壳程物料从这些旁路大量短路，降低换热效率，可在管束边缘的适当位置安装旁路挡板和在分程部位的适当地方安装假管或带定距管的拉杆来增大旁路的阻力，以迫使壳侧介质通过管束与换热管内流体进行换热。
旁路挡板或挡管是否需要、需要数量以及安装部位等，应根据使用条件和工艺计算来确定。一般应考虑以下因素：卧式、左右缺边折流板换热器，壳程物料从旁路短路的可能性较大，应根据需要考虑安装旁路挡板或假管。当壳程的传热膜系数大大小于管程的传热膜系数时，壳程传热膜系数起控制作用，此时安装旁路挡板或挡管能显著提高总的传热系数。旁路面积与壳程通流面积之比愈大，旁路的泄露就愈大，安装旁路挡板或假管的效果也愈显著；在较小的壳体直径（DN≤400）中安装挡板或挡管比在较大的壳体直径中更加有效。旁路挡板或挡管超过一定数量后，对提高传热系数的作用下降，而对压力降的影响较大。以上因素应综合考虑，通过计算和比较后，再确定旁路挡板或假管的安装问题。