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工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·87·第44卷第7期2018年7月1 螺旋缠绕管式换热器应用分析从装置应用实际情况来说，在煤化工和其他领域中，以不同的结构形式，被广泛的应用。
以LNG 系列螺旋缠绕管式换热器为例，其类型主要如下：①一级制冷四股流缠绕管式换热器；②二级制冷三股流缠绕管式换热器；③三级制冷两股流缠绕管式换热器等。
此类换热器的应用涉及到多个过程，比如低温混合制冷剂、多股流回热换热过程等，设计计算复杂，缺少通用技术标准以及换热工艺设计计算法等，受到工艺流程或者物性参数等因素的影响，因此难以标准化。
2 螺旋缠绕管式换热器的基本结构常规的单股流螺旋缠绕管的基本结构如图1所示，它主要由1-管程壳体；2-管板；3-壳程筒体；4-螺旋管束组成。
它的螺旋管束是由数根外径φ8mm~φ12mm 的换热管根据一定角度正向反向缠绕而成。
1234图1 螺旋缠绕管换热器的基本结构3 螺旋缠绕管式换热器设计要点3.1 做好力学分析在机械设计中，为保证其使用性能，必须要做好力学分析，包括刚性力学分析和弹性力学分析，进而优化设计。
在进行分析的过程中，主要采用的计算方法包括雷诺数计算法以及普朗特数计算等。
基于力学原理，采用对数平均值法以及体积分率法等进行力学分析。
采用单元模型流场数值模拟分析法可确定其在物理参数，简化计算过程获得管束模型以及结构参数。
采用迭代计算法，结合运用数值模拟计算结果，利用计算机进行设计结果优化，进而保证计算的准确性。
3.2 立足于实际在进行螺旋缠绕管式换热器设计时，要考虑到后期加工制作和使用需求。
多数螺旋缠绕管式换热器的换热管和管板的连接采用强度焊的方法。
因为焊接的质量直接影响着换热器使用性能和寿命，所以在设计和制造环节，需要做好壳程部分的优化设计，通过压力试验或者渗漏试验等，检查接头的致密性以及强度。
应用遗传算法优化设计紧凑式换热器
崔永正;任禾盛;郝桂梅
【期刊名称】《动力工程学报》
【年(卷),期】2008(028)005
【摘要】应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择.
【总页数】5页(P739-743)
【作者】崔永正;任禾盛;郝桂梅
【作者单位】上海理工大学,动力工程学院,上海,200093;上海理工大学,动力工程学院,上海,200093;上海理工大学,动力工程学院,上海,200093
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.基于遗传算法的管壳式换热器的优化设计 [J], 沈杨
2.紧凑型板壳式换热器导流结构优化设计 [J], 刘敏珊;孙爱芳;董其伍
3.应用遗传算法优化设计管壳式换热器 [J], 蒲星星;刘尚明;蒋洪德
4.应用遗传算法优化设计200 MW多头螺旋管式换热器 [J], 周云龙;董利利;李书芳
5.应用遗传算法优化设计板翅式换热器 [J], 张丽娜;杨春信;王安良
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绕管式换热器的布置及管道设计方案研究摘要：换热器设备在化工装置当中的应用是十分广泛的。
在整个工程当中，换热器的数量以及投入的资金都占据着非常大的比例。
并且在整个工程当中也占有着一个十分重要的地位。
绕管式换热器能够适应非常大的温度区间，并且是一种高效紧凑的换热器，能够承受住热量的冲击，并且这种换热器的自身也带有消除热应力的能力。
因此绕管式换热器具有节能环保的特点，近些年来绕管式换热器应用的越来越广泛。
关键词：绕管式；换热器，管道设计换热器可以在工业生产当中完成物料之间热量的传递。
换热器是一种通用的工艺设备，在许多领域当中都广泛应用，比方说化工，炼油和原子能等等。
换热器在化工以及炼油等工业产业当中的应用是非常重要的。
换热器在化工厂的建设投资比重当中，可以占到总投资的10%到20%。
在石油炼厂当中的占投资比例更是高，可以占到全部工艺设备投资的35%到40%。
绕管式换热器属于间壁式管式换热器。
这是从传热原理上进行区分的。
因为管式换热器具有耐高压的性能，而绕管式换热器也具有同样的性能。
不仅如此，绕管式换热器的结构比较紧凑，传热效率也比较高。
绕管式换热器的传热管是非常长的，可以达到50到60米，甚至有一些更长的可以达到150到160米。
这种换热器特别适合应用在低温下的气体分离装置当中，比方说空气分离装置，稀有气体分离装置等等。
一、绕管式换热器的特点和应用对于一些普通的换热器来说，绕管式换热器是有其独特的优势的，绕管式换热器的构成比较特殊。
传热器是按照螺旋的形式交替缠绕在芯筒和外筒之间的空间内的。
绕管式换热器是不存在流动死区的，并且这种换热器的应用范围比较广。
它能适用的温度区间也比较大。
面对热冲击的能力也是非常强的，可以利用自身的特点来消除热应力，紧凑度也比较高。
绕管式换热器和普通换热器还有一个最大的特点。
就是绕管式换热器可以设置多股管，这样一台换热器就可以满足多股流体的同时换热。
正是由于绕管式换热器的这样的特点，现在绕管式换热器在化工装置当中应用的越来越广泛，并且占有了非常重要的位置。
紧凑热交换器优化设计
余小章;俞勤芳
【期刊名称】《南京航空航天大学学报》
【年(卷),期】1994(026)004
【摘要】对各种传热表面的板翅式紧凑热交换器进行了优化设计计算，建立了通用优化程序系统。
此程序既适用于一般地面热交换器，也适用于飞机空调中的热交换器。
与传统的设计计算相比较，优化设计的效果很好。
热交换优化后，肋片的形状变得更加合理，芯体传热表面更加紧。
通过各种肋片的计算得出，条状肋片为板翅式肋片中的最佳者。
【总页数】6页(P489-494)
【作者】余小章;俞勤芳
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】V245.34
【相关文献】
1.小巧紧凑的热交换器——一种新型的、紧凑而耐用的热交换器解决了在恶劣的海洋环境中加热石油的问题
2.热交换器式热量表中热交换器的优化设计研究
3.紧凑热交换器的优化设计探究
4.高效紧凑式热交换器的计算机辅助设计——优化设计自动制图一体化
5.Holmak公司：高效紧凑壳管式热交换器
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管壳式换热器的优化设计作者：宋航斌来源：《科学与财富》2016年第28期摘要：热交换器是进行热量交换的高效设备，在许多行业中都有广泛的应用，在实际应用中间壁式换热器的应用最为广泛。
管壳式换热器具有结构简单，使用寿命长，工作范围广，应用材料广泛等特点，管壳式换热器在石油化工行业等高温高压大型换热设备中应用比较广泛。
本论文对散热器进行整体优化设计。
关键词：管壳式换热器优化设计1.流体在热交换器内流动空间的选择在合理设计时必须选出壳程流体和管程流体，在选择时要遵循以下几项原则：（1）换热系数受到限制的那一侧必须采取有效地加强换热的措施，才会使传热面两侧的传热条件相接近。
（2）以节省原材料为原则尽量提高经济性，特别是贵重部件，以降低制造成本。
（3）结构要合理，以便进行清洗积垢，保证运行的可靠性。
（4）当热交换器处于高温时应尽量减小热损失。
（5）尽量减少壳体和管子之间的温差热应力，简化整体结构。
（6）工作条件需要高压时，应尽量使密封简单可靠。
（7）流体流动时，应保证便于流体的流入、分配和排出。
符合以上原则的管程流动流体的合理情况有：容积流量小的流体；不清洁、易结垢的流体；压力高的流体；有腐蚀性的流体；高温流体或是低温流体在装置中流动。
在壳程流动流体的合理情况有：容积流量大的流体；刚性结构热交换器换热系数大的流体；饱和蒸汽。
在实际的设计过程中以上原则之间总会存在一定的矛盾，在优化设计时要充分考虑到经济性、实用性和合理性。
2. 流体温度和终温的确定当流体流动方式和换热面积最终确定时，流体的终温可由平均温差法来确定计算。
实际运行时流体的温度对换热器的结构和运行有着重大影响，因此在设计时就要事先决定加工的方式。
对于多流程热交换器，应尽量避免出现温度交叉现象，否则将使平均温差下降。
合理的选择流体温度和换热终温应遵循以下原则：（1）热端温差不大于20℃（2）冷端温差不大于5℃（3）冷凝器中，冷流体初温必须高于热流体凝固点；对于含有不凝性气体的冷凝，冷流体的初温要低于被冷凝气体的露点以下5℃。
