螺旋缠绕管式换热自身特点

螺旋缠绕管式换热器用作氮气液化主低温换热器是其自身的特点决定的:

1、管内介质以螺旋方式流动,壳程介质逆流横向交叉通过绕管,换热器层与层之间换热管反向缠绕,管、壳程介质以纯逆流方式进行传热,即使在较低的雷诺数下其流动形态也为湍流,换热系数较高;

2、多种介质共存于一台螺旋缠绕管式换热器进行传热时,由于其传热元件为圆管,螺旋缠绕管式换热器对不同介质之间的压差和温  差限制要求较小,降低了生产装置的操作难度,提高了设备的安全性;

3、结构相对紧凑、耐高压且密封可靠、热膨胀可自行补偿;

4、易实现大型LNG液化作业。

螺旋缠绕管式换热器的关键技术主要有:

（1）结构:螺旋缠绕管式换热器的结构和工艺条件紧密联系在一起,合理分配液化段和过冷段的热负荷,使液化段和过冷段相对协调;结合特大型换热器的载荷分配以及换热管相对较软的特性,采用足够刚度的中心筒,从设计上保证缠绕的均匀性。组合设计技术的充分应用使“冷塔”结构合理;管壳程及物料进出口位置的合理选择,使流体的分布更均匀;多管板结构的应用使结构进一步优化。

（2）材料:由于大型氮气液化工厂的热负荷都是数十乃至数百兆瓦级的,再加上低温要求,目前适用的材料只有两种:换热面积2×104  以下的螺旋缠绕管式换热器换热管还可以考虑采用薄壁不锈钢材料,2 ×104  以上的螺旋缠绕管式换热器换热管基本采用铝合金材料。

螺旋缠绕管式换热器制造起来相对简单,若换热管采用铝镁合金管则面临着几个问题:

①    长型铝镁合金换热管的国产化;

②    换热器其他受压元件的选材及其与换热管的适应性;

③    管板的复合技术研究,在常温下成形后复合管板的低温机械性能研究以及管板过渡层材料厚度的研究; ④精密冲压内件的成型技术研究,保证对换热管的零损伤。