为什么不考虑采用隔膜真空泵来提升列管式热交换器的性能呢?我们知道,列管式热交换器虽然结构简单、紧凑且造价便宜,但其管外无法进行机械清洗,这限制了其应用范围。此外,该类型的换热器管束连接在管板上,通过焊接与外壳相连,并在上面安装顶盖和流体进出口接口。然而,由于这些连接是刚性的,以及内部存在两种不同温度的流体,这就可能导致由于温差产生很大的温差应力,从而造成管子扭曲或松脱甚至损坏。
为了解决这个问题,我们需要采取温差补偿装置,一般来说,当壳壁与管壁之间的温度差距超过50℃时,就会有这样的需求。但是,这样的补偿装置只能适用于壳壁与管壁之间的温度差距低于60~70℃以及壳程流体压强较低的情况。如果压强超过0.6Mpa,那么由于补偿圈过厚,无法伸缩,因此失去了温差补偿作用。在这种情况下,我们就需要考虑其他更为合适的结构。
比如说,可以使用折叠浮头式换热器,其中一块管板通过法兰连接到外壳,而另一块则不直接连接,以允许 管子在受热或冷却时自由伸缩。这种设计被称为浮头设计,它带来了几个优势:首先,能够方便地将管束拉出以进行清洗;其次,由于没有对整个系统施加约束,所以当介质具有较大温差时,不会因为不同材料膨胀量不同的原因而产生额外的应力。这使得它成为一种非常有效的一种设计方式,其缺点是结构更加复杂且成本较高。
另一种选择是折叠填料函式(填充物)型换热器,它们允许一端的小型化部分自由膨胀,使得它们比浮头设计更为简洁,更经济实惠。不过,由于这一类设备中间部件容易泄露,因此不建议用于处理易挥发、易燃、易爆或者有毒性质的大气流体。
综上所述,如果要进一步提高列管式热交换器的性能和可靠性,可以考虑采用隔膜真空泵等技术手段来实现,这样可以增强设备防护能力,同时也能确保操作过程中的安全性。