碱洗气水冷器设计开题报告(2)
3.1.2 换热管采用横纹槽管
强化管程传热技术的一种方式是改变传热面积，换热器的传热面积由换热管来决定，改变换热管的形状就能起到强化传热的效果。目前，国内外研究的新型换热管主要有：螺旋槽管、横纹管、螺旋扁管、翅片管和三文内肋管等[9]。
通过比较各种新型换热管得知，横纹槽管不仅可强化传热，而且其抗污性能又高于光滑管，已广泛应用于锅炉、炼油、石化设备。横纹槽管的传热强化作用主要是因流动方式的变动而形成的，一是横纹槽管对近壁的流动起了限制作用，使管内外流体产生局部二次流；二是横纹槽管的形体阻力促使边界层分离。横纹槽管的槽越深，传热效果越好，与光管相比，传热系数最高可为光管的两倍以上(但其流动阻力也会随之增加)。目前，横纹槽管的加工工艺已比较成熟，可一次性轧制成材。本设计中采用横纹槽管，以强化传热效果。
3.1.3 以薄管板结构取代原厚管板设计
薄管板换热器在国外已大量使用，国内也颁布了行业标准。从德国引进的换热器很多采用薄管板结构。
薄管板换热器结构形式有管板与法兰贴面焊、管板与法毕齐平焊、浅嵌人焊(管板焊在法兰盘与颈部大端连接处)、深嵌人焊(管板焊在筒体上)、管板与管箱、壳体过渡T形环连接及管板与法兰圆弧过渡角连接等管板的设计，实际上已不是设计管板的厚度(20mm的管板可承受15MPa的压力)，而是设计管板与换热管的连接结构以及管板与管箱、壳程筒体的连接结构，满足操作工况的要求[10]。对于高温差不锈钢换热设备，因不锈钢材料导热系数小、热膨胀系数大，采用薄管板结构是首选的途径。
与固定管板形式的厚管板换热器而言，薄管板结构既可以降低管板应力，也可以节约材料[8]。对于采用折流杆支承的换热器，由于折流杆的固定作用好、管束振动小，采用薄管板更为可靠。薄管板换热器设计时，为避免法兰力矩对管板的影响，同时为便于制造，薄管板采用焊入式。
3.2 管子与管板连接方式
在列管式换热器中，对于管子与管板连接的要求有：密封性好，有足够的抗拉脱力。
在水冷器设计中，水冷器管板与换热管焊缝会因为温差交变应力和管束振动共同作用裂纹[8]。管板材料的选择，决定了其焊接性能，焊接性能较差则易出现焊接缺陷。而壳体与换热管温差较大时，外导流筒难以补偿其膨胀差，因而存在温差应力。以上综合影响作用在管板与换热管焊缝上，将导致该焊缝在短期内开裂而泄漏。
因此，选择合适的管子与管板连接方式至关重要。目前，钢制换热器管子与管板的传统连接方法主要有胀接、熔焊等，在新的设备制造中，管子与管板的爆炸焊技术正得到日益推广[11]。
通过对三种连接方法的比较可知，胀管法用得较普遍，工厂都有丰富的经验，但对于小直径、厚壁管及大直径管子(直径≥60mm)，胀接法不能保证足够的拉脱力，因而不能保证连接质量。熔焊法可以弥补胀接法的一些缺点，制造简单，连接可靠，高温下仍能保持一定的密封性。但是，管子与管板之间存在一定的间隙，在间隙内流体不流动，容易产生电化腐蚀。管子损坏后，更换困难。爆炸焊是应用与发展只有二十年的时间，但因其具有比熔焊更自由，能提高操作温度，扩大温度与压力的范围，节省材料等优点而受到广泛关注。
结合此次课题的设计要求以及设计参数，发现采用熔焊法即能满足管子与管板的连接要求，相较于爆炸焊，熔焊法更为方便可行。
3.3 近期国内外开发研究的发展方向
3.3.1 非金属材料的应用
上一篇：轮足移动机器人设计开题报告