蛇形管换热器

蛇形管换热器按其结构形状又可分为沉浸式和喷淋式蛇形管换热器两类。

蛇形管换热器结构

喷淋式蛇形管换热器它的传热面积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连接这些直管的C形弯头所组成，并固定在钢架上。在最上面的管子上方，装有使冷却水均匀喷淋的装置。在换热器的最下边设有水泥或钢板做成的水槽，以收集与排放流下来的冷却水。操作时，热介质在管内流动。为了防止传热管外表面结水垢而降低传热效果，应使冷却水的最终温度不得大于40~50℃。

（1）喷淋装置

喷琳装置是使冷却液（又常用水）盛于槽内，通过齿形檐板均匀地琳洒在最上一层管子上，并以水膜状态沿管壁流向下一层管子，经檐板自上而下地流过所有的换热管的外表面，从而完成换热过程。

（2）换热管排列形式及弯管结构

喷淋式换热器的换热管的排列形式，可布置成单排、双排及多排。设计时可根据使用的具体情况来选择或者采用其它排列形式。

喷淋式换热器的外形尺寸的大小与弯管处的结构形式有关因若弯管的曲率半径大，就使得相邻两管间的间距增加。这样不仅增加了赘个换热器的外廓尺寸，同时喷淋水也易被溅出，从而增加了冷却水的消耗量。故选择适当的弯管结构形式，在生产中是有重大的经济意义的。

弯头处的结构形式很多。设计时，应根据工艺需要、物料的性质以及设备制造的工艺要求，选出既经济、又合理的结构形式。

（3）檐板和管子的固定形式

为了使冷却水能均匀地分布到管子上。井减少管上溅出的水量，则在每根管子的下部均装有一块檐板。檐板悬挂在管子的托架上。

蛇形管换热器特点

喷淋式蛇形管换热器与沉浸式蛇形管换热器相比较，除了均具有结构简单、制作费用低、能承受高压、可用任何材料制造等优点外，喷淋式较沉浸式易于检查、清洗和检修。如管子是用法兰连接时，则更为方便。

缺点是占地面积大。操作时设备周围环境卫生较差。所以在场地充足，不怕水滴飞溅时，可广泛地用作于冷却器。 2100433B

蛇管的材料有钢管、铜管、其它有色金属、陶质管、石墨管等。

蛇形管换热器结构

将蛇形管浸没在盛有液体的容器内。当蛇管内是液体时。为使整个管中经常充满液体，液体应从蛇管的下端送入，至上端流出；当蛇管内通入蒸汽时，为了避免因管内积存冷液而产生水击与阻塞，蒸汽应从上部进入，冷凝液则从下端排出。

沉浸式蛇形管换热器的结构形式分为不可拆式与可拆式两类。在选用时，应根据介质的清洁程度及腐蚀情况而定。所用填料密封高度及材料。垫片材料的选择，可根据使用压力、温度和设备内介质的性质来决定。

蛇形管换热器特点

沉浸式蛇形管换热器，通常用于对管内介质的冷却、冷凝或者是用于对管外介质的加热、冷却和蒸发等。

它的优点是：结构简单造价低，操作管理也方便；且蛇管内可承受高压此外，还常用在需要传热面积不大的反应益内作换热构件。

缺点是：通常容器内的介质流速很低，故管外给热系数小。加之容器内各处溢度大致接近，因而平均温差不大，所以换热效果差。设备笨重。不适于作为需要换热面积很大的换热设备。

在板金工作的实践中，常用各种管料来制造蛇形管。制造蛇形管用手工法和机制法。

用管料制造蛇形管时，不许产生压坑及管子内径的缩小；蛇形管应按一定的弯曲半径匀称弯曲。

手工制造蛇形管时，是在竖直固定的钢制滚筒土把管子弄弯的。此时，管内应填塞某种填充材料。弯曲壁厚1公厘以下的管子，用精制松香或铅作填充材料；壁部较厚的管子，则用仔细烘干及筛净的河沙。

如图3所示是制造蛇形管的机床。用这种机床，可在常温下不用填充材料弯曲管子；机床上一套可换导轮，能弯曲各种直径的管子。为使管子在弯曲时不产生弯形，在横截面土导轮做有凹坑。

用这种机床制造蛇形管，须密切注意在弯曲第一圈以后，管头应及时顺蛇形管弯曲方向拉开，而不要碰着将要弯成的管圈。用这种机床制造蛇形管，不是一下子就达到最后尺寸，而是逐渐地进行，先弯成较大的尺寸。

制造蛇形管时可利用设备，它由一个在轴上转动的滚筒组成。用这种方法，可在转动着的滚筒土缠绕长达100公尺的管子。为了使管子容易拿下，滚筒稍有迟拔。

长的蛇形管是由几节组成的，各节用对头焊接，带接管套的对头钉焊及搭接或喇叭口钉焊等方法进行连接。对接蛇形管的各节时，管端应修锉平整

用带接管套对接管节时，接管套的长度应不少于管子直径2.5倍。套在管端土的接管套，从两端钉焊。

用喇叭口连接管节时，应把某节管子的一端扩大，使另一节管子的一端能够插进1.5倍直径的长度。为使钉焊质量良好而坚固，外面管子的一端先行拔缘，使焊料容易进入。钉焊蛇形管管节时，应注意焊料不要掉入管内，制好的蛇形管用空气吹净。 2100433B

一组蛇形管的平行管子数目决定于充分放热所需的蒸汽（或水）流速，蛇形管的片数和间距则取决于烟气温度和流速（如果烟气温度较低，间距可选得小一些），因而，通过选择最佳的外部放热条件和受热面尺寸，可以使烟气速度在整个对流烟道长度上几乎保持不变。

这里应该注意，管束的水平间距必须是水冷壁管间距的整数倍。以便可按简单的方式使管束穿过水冷壁，而且也可由按两倍间距布置的支吊管来支吊蛇形管。例如，设水冷壁管子间距为60mm，在一台直流锅炉的烟道内蛇形管的节距如图1所示。

本例支吊管间距为240mm， 因而蛇形管间距应该是240mm和480mm，燃烧室后面第一排蛇形管的间距选择大一些，有利于防止结大渣而堵塞烟气通道。

管子垂直间距应尽量小于水平节距。这样就可以在吹灰时使顺烟气流向的积灰向两侧滑落，而不会积在水平流道内。

燃用含灰燃料时，锅炉的蛇形管受热面高度不应超过2m，否则吹灰器对蛇形管中间部分将不起作用。该参考值在燃用无灰燃料的机纽上虽然不适用，但是从有利于内部蛇形管的检修角度考虑，其高度亦不宜太大。

如图2所示是蛇形管的两种常用支吊结构。夹板式吊杆仅适用于低温烟气或者烟气成分不会引起高温省煤器 腐蚀的场合。卡箍式吊杆冷却效果较好，也可用于较高烟气温度范围。

支吊管和蛇形管之间的固定位置和方式，应该允许弹性补偿水冷壁管和支吊管之间以及蛇形管和支吊管之间（例如在弯头区）的胀差，而不使夹持元件或者管子受到过高的应力载荷。

蛇形管法和阻尼冷管法的原理相类似，北京科技大学陈正周、毛卫民以及太原科技大学杨小容等人提出了蛇形管浇注法制备半固态浆料的工艺，有些学者也称其为SIN 函数冷却法。在达到特定温度的液态金属被浇注人蛇形管后，由于合金熔体是在具有定弧度且封闭的蛇形弯道内流动并多次改变流动方向，合金熔体具有一定的“自搅拌”功能。

蛇形管内壁附近的熔体在管壁激冷的作用下会形成大量的晶核，由于熔体在管内的运动方向和位移大小不断改变，使得浆料受到不断变化的剪切力作用，管内壁面和中心区域的密度分布不一致，也会造成对流，促使晶核向管内中心游离，最终得到均匀的球形或近球形晶粒组织。2100433B