管式二氧化碳预热器

管式二氧化碳预热器的结构与工作原理

• 壳体：内部容纳管束，二氧化碳（壳程流体）在壳体内流动。

• 管束：由多根换热管组成，加热介质（如蒸汽、热水或导热油）在管内流动，通过管壁与壳程的二氧化碳进行热量交换。

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• 管板：固定管束两端，分隔管程和壳程流体。

• 折流板 / 支承板：引导壳程流体流动方向，增强湍流程度，提高换热效率，同时支承管束。

• 进出口接管：分别用于二氧化碳（壳程）和加热介质（管程）的进出。

1. 热量传递过程：

• 需预热的二氧化碳从壳体一侧进入，在壳程内横向流过管束外部。

• 高温加热介质（如蒸汽）从管程入口流入，在管束内流动并释放热量，通过管壁传导至壳程的二氧化碳。

• 二氧化碳吸收热量后温度升高，从壳体另一侧排出；加热介质释放热量后温度降低，从管程出口流出（蒸汽冷凝后形成凝结水）。

2. 强化换热设计：

• 折流板作用：通过改变二氧化碳的流动路径（如呈 “S” 形横向冲刷管束），增加流体湍流程度，减少边界层热阻，提升换热效率。

• 管束布置：采用叉排或顺排管束，叉排可增强湍流但压降较大，顺排则压降较小，需根据工况选择。

• 管径与流速：合理设计管径和流体流速，避免流速过低导致换热效率不足或过高导致压降过大。