温差应力问题困扰列管式热交换器：寻求结构创新与安全解决方案
在工业应用中，列管式热交换器因其简单的结构、紧凑的设计和相对较低的造价而广受欢迎。然而，这种类型的换热器在管外不便进行机械清洗，并且由于其固定的连接方式，可能会在高温差环境下产生严重的问题。
这种热交换器通常由一系列水平排列的管束组成，这些管束被焊接到称为“管板”的金属片上。这些管板再次被焊接到两个端部壳体上，并通过一个顶盖与壳体连接。此外，还有一个垂直于管束的小型挡板用于增加流动性。在这个系统中，内部有冷和热流体，它们以不同的温度运行。这就意味着当内部和外部之间存在显著温差时，由于不同材料的膨胀率不同时，强大的应力会产生，从而导致了严重的问题，如扭曲或松脱甚至损坏。
为了克服这一挑战，我们需要一种有效的手段来减轻这类应力的影响，即使是在极端条件下也能保持稳定。在许多情况下，当壳壁与内壁之间出现超过50°C（122°F）的温差时，一些额外设备是必要的，以确保安全。这种补偿装置通常能够承受60-70°C（140-158°F）以下以及压力较低的情况下的性能。但如果工作压力超过0.6Mpa（8.7PSI），则过度厚实的地环圈无法伸缩，从而失去了它提供支持所需的一切。
因此，在某些情况下，比如对于更高压力的工作环境，我们必须考虑其他替代方案。一种选择是使用折叠浮头式换热器，其中一块装有法兰连接至壳体，而另一块则没有直接连接，但却配备了一个浮头，以允许自由伸缩。这使得维护变得更加容易，因为可以从侧面拉出整套系统以清洁它们。而且，由于浮头部分独立于壳体，它不会受到同等膨胀限制，因此即使存在极大温度差异，也不会因为对比膨胀量不同引起破裂风险。尽管如此，这种设计更复杂，更昂贵。
另一种解决方案是采用折叠填料函式型号，该模型允许一端固定，不必担心扩张问题，同时具有简化结构并降低成本之处。但是，如果介质进入该填充物中，就可能造成泄漏，因此并不适合处理易挥发、易燃、易爆或毒性的液体。
总之，对付传统列管式热交换器中的温差应力问题，我们需要不断探索新的技术手段，无论是在提高耐用性方面还是在优化效率方面。只有这样我们才能确保这些关键设备能够无忧地运转，为各种工业过程提供稳定的能源转移服务。
