蛇形管換熱器結構

將蛇形管浸沒在盛有液體的容器內(nèi)。當蛇管內(nèi)是液體時。為使整個管中經(jīng)常充滿液體，液體應從蛇管的下端送入，至上端流出；當蛇管內(nèi)通入蒸汽時，為了避免因管內(nèi)積存冷液而產(chǎn)生水擊與阻塞，蒸汽應從上部進入，冷凝液則從下端排出。

沉浸式蛇形管換熱器的結構形式分為不可拆式與可拆式兩類。在選用時，應根據(jù)介質的清潔程度及腐蝕情況而定。所用填料密封高度及材料。墊片材料的選擇，可根據(jù)使用壓力、溫度和設備內(nèi)介質的性質來決定。

蛇形管換熱器特點

沉浸式蛇形管換熱器，通常用于對管內(nèi)介質的冷卻、冷凝或者是用于對管外介質的加熱、冷卻和蒸發(fā)等。

它的優(yōu)點是：結構簡單造價低，操作管理也方便；且蛇管內(nèi)可承受高壓此外，還常用在需要傳熱面積不大的反應益內(nèi)作換熱構件。

缺點是：通常容器內(nèi)的介質流速很低，故管外給熱系數(shù)小。加之容器內(nèi)各處溢度大致接近，因而平均溫差不大，所以換熱效果差。設備笨重。不適于作為需要換熱面積很大的換熱設備。

蛇形管換熱器按其結構形狀又可分為沉浸式和噴淋式蛇形管換熱器兩類。

蛇管的材料有鋼管、銅管、其它有色金屬、陶質管、石墨管等。

蛇形管換熱器結構

噴淋式蛇形管換熱器它的傳熱面積是由一系列水平放置、上一下排列在同一乘直面上的直管及連接這些直管的C形彎頭所組成，并固定在鋼架上。在最上面的管子上方，裝有使冷卻水均勻噴淋的裝置。在換熱器的最下邊設有水泥或鋼板做成的水槽，以收集與排放流下來的冷卻水。操作時，熱介質在管內(nèi)流動。為了防止傳熱管外表面結水垢而降低傳熱效果，應使冷卻水的最終溫度不得大于40~50℃。

（1）噴淋裝置

噴琳裝置是使冷卻液（又常用水）盛于槽內(nèi)，通過齒形檐板均勻地琳灑在最上一層管子上，并以水膜狀態(tài)沿管壁流向下一層管子，經(jīng)檐板自上而下地流過所有的換熱管的外表面，從而完成換熱過程。

（2）換熱管排列形式及彎管結構

噴淋式換熱器的換熱管的排列形式，可布置成單排、雙排及多排。設計時可根據(jù)使用的具體情況來選擇或者采用其它排列形式。

噴淋式換熱器的外形尺寸的大小與彎管處的結構形式有關因若彎管的曲率半徑大，就使得相鄰兩管間的間距增加。這樣不僅增加了贅個換熱器的外廓尺寸，同時噴淋水也易被濺出，從而增加了冷卻水的消耗量。故選擇適當?shù)膹澒芙Y構形式，在生產(chǎn)中是有重大的經(jīng)濟意義的。

彎頭處的結構形式很多。設計時，應根據(jù)工藝需要、物料的性質以及設備制造的工藝要求，選出既經(jīng)濟、又合理的結構形式。

（3）檐板和管子的固定形式

為了使冷卻水能均勻地分布到管子上。井減少管上濺出的水量，則在每根管子的下部均裝有一塊檐板。檐板懸掛在管子的托架上。

蛇形管換熱器特點

噴淋式蛇形管換熱器與沉浸式蛇形管換熱器相比較，除了均具有結構簡單、制作費用低、能承受高壓、可用任何材料制造等優(yōu)點外，噴淋式較沉浸式易于檢查、清洗和檢修。如管子是用法蘭連接時，則更為方便。

缺點是占地面積大。操作時設備周圍環(huán)境衛(wèi)生較差。所以在場地充足，不怕水滴飛濺時，可廣泛地用作于冷卻器。 2100433B

在板金工作的實踐中，常用各種管料來制造蛇形管。制造蛇形管用手工法和機制法。

用管料制造蛇形管時，不許產(chǎn)生壓坑及管子內(nèi)徑的縮小；蛇形管應按一定的彎曲半徑勻稱彎曲。

手工制造蛇形管時，是在豎直固定的鋼制滾筒土把管子弄彎的。此時，管內(nèi)應填塞某種填充材料。彎曲壁厚1公厘以下的管子，用精制松香或鉛作填充材料；壁部較厚的管子，則用仔細烘干及篩凈的河沙。

如圖3所示是制造蛇形管的機床。用這種機床，可在常溫下不用填充材料彎曲管子；機床上一套可換導輪，能彎曲各種直徑的管子。為使管子在彎曲時不產(chǎn)生彎形，在橫截面土導輪做有凹坑。

用這種機床制造蛇形管，須密切注意在彎曲第一圈以后，管頭應及時順蛇形管彎曲方向拉開，而不要碰著將要彎成的管圈。用這種機床制造蛇形管，不是一下子就達到最后尺寸，而是逐漸地進行，先彎成較大的尺寸。

制造蛇形管時可利用設備，它由一個在軸上轉動的滾筒組成。用這種方法，可在轉動著的滾筒土纏繞長達100公尺的管子。為了使管子容易拿下，滾筒稍有遲拔。

長的蛇形管是由幾節(jié)組成的，各節(jié)用對頭焊接，帶接管套的對頭釘焊及搭接或喇叭口釘焊等方法進行連接。對接蛇形管的各節(jié)時，管端應修銼平整

用帶接管套對接管節(jié)時，接管套的長度應不少于管子直徑2.5倍。套在管端土的接管套，從兩端釘焊。

用喇叭口連接管節(jié)時，應把某節(jié)管子的一端擴大，使另一節(jié)管子的一端能夠插進1.5倍直徑的長度。為使釘焊質量良好而堅固，外面管子的一端先行拔緣，使焊料容易進入。釘焊蛇形管管節(jié)時，應注意焊料不要掉入管內(nèi)，制好的蛇形管用空氣吹凈。 2100433B

一組蛇形管的平行管子數(shù)目決定于充分放熱所需的蒸汽（或水）流速，蛇形管的片數(shù)和間距則取決于煙氣溫度和流速（如果煙氣溫度較低，間距可選得小一些），因而，通過選擇最佳的外部放熱條件和受熱面尺寸，可以使煙氣速度在整個對流煙道長度上幾乎保持不變。

這里應該注意，管束的水平間距必須是水冷壁管間距的整數(shù)倍。以便可按簡單的方式使管束穿過水冷壁，而且也可由按兩倍間距布置的支吊管來支吊蛇形管。例如，設水冷壁管子間距為60mm，在一臺直流鍋爐的煙道內(nèi)蛇形管的節(jié)距如圖1所示。

本例支吊管間距為240mm， 因而蛇形管間距應該是240mm和480mm，燃燒室后面第一排蛇形管的間距選擇大一些，有利于防止結大渣而堵塞煙氣通道。

管子垂直間距應盡量小于水平節(jié)距。這樣就可以在吹灰時使順煙氣流向的積灰向兩側滑落，而不會積在水平流道內(nèi)。

燃用含灰燃料時，鍋爐的蛇形管受熱面高度不應超過2m，否則吹灰器對蛇形管中間部分將不起作用。該參考值在燃用無灰燃料的機紐上雖然不適用，但是從有利于內(nèi)部蛇形管的檢修角度考慮，其高度亦不宜太大。

如圖2所示是蛇形管的兩種常用支吊結構。夾板式吊桿僅適用于低溫煙氣或者煙氣成分不會引起高溫省煤器 腐蝕的場合。卡箍式吊桿冷卻效果較好，也可用于較高煙氣溫度范圍。

支吊管和蛇形管之間的固定位置和方式，應該允許彈性補償水冷壁管和支吊管之間以及蛇形管和支吊管之間（例如在彎頭區(qū)）的脹差，而不使夾持元件或者管子受到過高的應力載荷。

蛇形管法和阻尼冷管法的原理相類似，北京科技大學陳正周、毛衛(wèi)民以及太原科技大學楊小容等人提出了蛇形管澆注法制備半固態(tài)漿料的工藝，有些學者也稱其為SIN 函數(shù)冷卻法。在達到特定溫度的液態(tài)金屬被澆注人蛇形管后，由于合金熔體是在具有定弧度且封閉的蛇形彎道內(nèi)流動并多次改變流動方向，合金熔體具有一定的“自攪拌”功能。

蛇形管內(nèi)壁附近的熔體在管壁激冷的作用下會形成大量的晶核，由于熔體在管內(nèi)的運動方向和位移大小不斷改變，使得漿料受到不斷變化的剪切力作用，管內(nèi)壁面和中心區(qū)域的密度分布不一致，也會造成對流，促使晶核向管內(nèi)中心游離，最終得到均勻的球形或近球形晶粒組織。2100433B