管式二氧化碳預熱器的結構與工作原理

• 殼體：內部容納管束，二氧化碳（殼程流體）在殼體內流動。

• 管束：由多根換熱管組成，加熱介質（如蒸汽、熱水或導熱油）在管內流動，通過管壁與殼程的二氧化碳進行熱量交換。

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• 管板：固定管束兩端，分隔管程和殼程流體。

• 折流板 / 支承板：引導殼程流體流動方向，增強湍流程度，提高換熱效率，同時支承管束。

• 進出口接管：分別用于二氧化碳（殼程）和加熱介質（管程）的進出。

1. 熱量傳遞過程：

• 需預熱的二氧化碳從殼體一側進入，在殼程內橫向流過管束外部。

• 高溫加熱介質（如蒸汽）從管程入口流入，在管束內流動并釋放熱量，通過管壁傳導至殼程的二氧化碳。

• 二氧化碳吸收熱量后溫度升高，從殼體另一側排出；加熱介質釋放熱量后溫度降低，從管程出口流出（蒸汽冷凝后形成凝結水）。

2. 強化換熱設計：

• 折流板作用：通過改變二氧化碳的流動路徑（如呈 “S” 形橫向沖刷管束），增加流體湍流程度，減少邊界層熱阻，提升換熱效率。

• 管束布置：采用叉排或順排管束，叉排可增強湍流但壓降較大，順排則壓降較小，需根據工況選擇。

• 管徑與流速：合理設計管徑和流體流速，避免流速過低導致換熱效率不足或過高導致壓降過大。